マルバーンInstrumeから装置を用いた周波数掃引テストにより分散系のレオロジー解析

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トピックがカバー

背景

リニアViscoelatic地方(LVER)

解釈

結論

測定条件

背景

塗料または着色塗料は基本的には液マトリックス中の顔料粒子の分散液である。ほとんどの分散のメーカーは、ブラッシング、スプレー、製品の成否は、そのような貯蔵安定性、耐へたり性、良好なレベリング性などの特性に依存していることを認識しています。これらの要因は互いに矛盾して頻繁にあるので、成功した製品を製造するために、バランスを取得する必要があります。レオロジー特性の測定は、アプリケーションおよびエンドユース特性のより良い理解を可能にする、ミクロ構造情報を提供することができます。サンプルの微細構造を決定するための最良の手法の一つは、振動(動的)テストです。

林耳の粘弾性領域(LVER)

サンプルの微細構造を調べるために詳細な動的な測定を行う前に、線形粘弾性領域(LVERが)最初に定義されている必要があります。これは、振幅スイープを実行することによって決定されます。前述のように、LVERはまた懸濁液の安定性を決定するために使用することができます。構造特性が最高の弾力性に関連しているので、弾性モジュール(G')のLVERの長さは、試料の構造の安定性の測定として使用することができます。長いLVERを持っているサンプルは、よく分散し、安定したシステムを示している。振幅スイープのテストから、応力またはひずみがLVERから選択する必要があり、その後の振動測定に組み込ま。

図1。周波数のほぼ独立した粘度との非関連した分散微粒子。

弾性率以上の支配的な粘性係数2。弱構造化システム

図3。よく構造化(ゲル化)システム。

解釈

周波数掃引は、サンプルの粘弾性特性は、スケールの関数として決定されることを可能にするように特に有用な検査です。いくつかのパラメータは、このようなストレージ(弾性)弾性率(G')、粘性(損失)率(G")、及び複素粘度(η*)として、得ることができます。

サンプルの粘性成分 - 貯蔵弾性率は、サンプルと同様に、損失弾性率の弾性成分の尺度として使用することができます。

特定の周波数で支配的な方法は、完全に構造化された材料は、同様の時間スケールのプロセスにおいて、弾性や粘性のように見えるかどうかが示されます。懸濁物質、高い添加剤の濃度が、コロイド増粘剤等の存在はバルク相によって構造のいくつかの並べ替えを誘導するので、ほとんどの分散コーティングの機械的応答は、粘弾性です。いくつかの例は、次の周波数掃引のデータセットで考えられている。

図1は、非関連した分散微粒子の典型であり、粘度は周波数にほとんど依存しない。粘性係数は弾性係数にわたって支配的であり、これらの両方は、周波数に大きく依存しています。このような状況では、沈殿が発生する可能性があります。

図2は、弱構造化されたシステムを示しています。粘性率は依然として弾性率を介して支配する。しかし、これらの違いは、関連のないシステムに比べて少ない素晴らしいです。複雑な粘度は、今も周波数に依存しています。このシステムではsedimenationが発生する可能性があります。

適切に構造化(ゲル化)システムに分類できるものを図3に示します。この場合、粒子が強く関連して、貯蔵弾性率(G')は損失弾性率(G")より大きく、両方の周波数のほぼ独立しているです。堆砂が発生する可能性は低い。

結論

分散と粒子間の関連の度合いは、明らかに周波数掃引のデータのプロファイルから見ることができます。

顔料またはチキソトロピーがよく流体のマトリックス中に分散する必要があるところでは、プロセスが繰り返される周波数掃引試験をサンプリングして実行することによって最適化することができます。完全に分散したサンプルは、ほとんどゲル化システムを提供します。同様に、界面活性剤および他のコロイド増粘剤の有効性は、in situで定量することができる。

周波数掃引曲線は、製品の保管とアプリケーションの間にどのように動作するかの良いレオロジーの説明を示します。

測定条件:

サンプル :コーティングのために使用される任意の分散システム

ジオメトリ :溶剤トラップとコーンとプレートのシステム4℃/ 40ミリメートル

温度 :25 º C

周波数掃引 :10 - 0.l Hzの

ひずみ :0.010

 

 

ソース:ボーリンのアプリケーションノートMRK602 - 01"周波数掃引テストにより、分散液のレオロジー解析"

 

このソースの詳細についてはをご覧くださいマルバーン社(英国)またはマルバーン(アメリカ)

 

Date Added: Jun 6, 2005

Last Update: 3. October 2011 02:22

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