分散性固體如粉體、顆粒材料遍布于幾乎所有行業(yè)的許多加工過程中。粉體的生產(chǎn)和研發(fā)可能會(huì)很困難,因?yàn)樗麄儚?fù)雜的物理特性取決于本身的性質(zhì)和一系列外部因素。粉體的特性物理在生產(chǎn)流程中可能發(fā)生變化,尤其在條件或者環(huán)境發(fā)生變化的時(shí)候。例如,粉體從縫隙中釋放時(shí)會(huì)表現(xiàn)為流體化特性,而在儲(chǔ)藏時(shí)又表現(xiàn)為固體化特性。
影響粉體流動(dòng)性的因素
粉體的流動(dòng)性取決于一系列因素。一方面是材料內(nèi)部參數(shù),比如顆粒大小、尺寸分布、顆粒形態(tài)能強(qiáng)烈的影響粉體的處理。另一方面,一系列外部因素也能改變粉體的流動(dòng)性——如濕度、溫度等外部環(huán)境的變化,或者團(tuán)聚體的處理加工過程。為了確保順利的處理加工,的質(zhì)量控制手段十分重要。粉體的特點(diǎn)可以通過安東帕流變儀的粉體測(cè)量單元來確定
什么是內(nèi)聚強(qiáng)度?
內(nèi)聚強(qiáng)度描述了粉體產(chǎn)生流動(dòng)的內(nèi)部阻力,因此用于測(cè)量粉體的流動(dòng)能力。它被定義為粉體顆粒之間的相互作用力強(qiáng)度?;趦?nèi)聚強(qiáng)度,您可以預(yù)測(cè)粉體是否能在加工過程中順暢的流動(dòng),以及粉體的性質(zhì)是否發(fā)生了變化。這種測(cè)量方式用于質(zhì)量控制十分理想,因?yàn)樗鼈兛梢匝杆儆行У剡M(jìn)行測(cè)量,同時(shí)提供重現(xiàn)性幫助預(yù)測(cè)粉體的流動(dòng)。內(nèi)聚強(qiáng)度測(cè)量還可以作為更加復(fù)雜的質(zhì)量控制體系的基礎(chǔ),可以指明在加工或處理過程中可能會(huì)發(fā)生的問題。此外,還可以提供更多的參數(shù),如空氣保持能力以及通過機(jī)械攪拌時(shí)的通氣行為。這可用于研究粉體在氣動(dòng)輸送、壓片或裝填等過程中的性能。
什么是流動(dòng)指數(shù)?
流動(dòng)指數(shù)類似Carr指數(shù)和Hausner比值,通常通過觀察粉體的可壓縮性來測(cè)量。可壓縮性和粉體流動(dòng)受到許多因素的影響,比如顆粒大小、形狀、彈性、含水量和溫度等。預(yù)測(cè)這些因素對(duì)粉體流動(dòng)性的影響很難很復(fù)雜,因此通常直接研究流動(dòng)行為更容易一些。為此,可壓縮性通常通過對(duì)比自由放置的堆積密度和處理后的振實(shí)密度,得出Carr指數(shù)。Hausner比值同樣通過對(duì)比物質(zhì)的堆積密度和振實(shí)密度來得到,但計(jì)算方式稍微有些不同。Hausner比值得出的是一個(gè)不同的數(shù)值,但是意義上與Carr指數(shù)相同。它們被用作區(qū)分粉體的流動(dòng)特點(diǎn)——從“極好”到“非常非常差的流動(dòng)性”。除了測(cè)試簡(jiǎn)單之外,他還是粉體流動(dòng)分析的一種有用手段。通常流動(dòng)指數(shù)需要通過反復(fù)壓縮粉體來確定,但更準(zhǔn)確的方法是通過樣品的可壓縮性(或相對(duì)體積變化)與施加的法向應(yīng)力的函數(shù)關(guān)系來確定。例如,這些流動(dòng)性指標(biāo)常被制藥行業(yè)來估計(jì)粉體的流動(dòng)。
安東帕粉體流變單元是如何測(cè)量粉體流動(dòng)性的?
有許多方法用于測(cè)量粉體的流動(dòng)。通常使用經(jīng)驗(yàn)性的方法,正如通過霍爾流量計(jì),利用流出漏斗的時(shí)間來測(cè)量粉體的流動(dòng)。此外,更先進(jìn)方法的重要性逐漸被認(rèn)可,比如剪切測(cè)試,粉體在法向負(fù)載下進(jìn)行剪切,用于筒倉和料斗的設(shè)計(jì),或者為了了解團(tuán)聚固體樣品在運(yùn)輸、裝填和噴灑工藝中的流態(tài)化性能,以用于流態(tài)化設(shè)備的設(shè)計(jì)。
安東帕MCR流變儀可以進(jìn)行無比靈敏的粉體流變學(xué)測(cè)量
安東帕粉體測(cè)量單元可以提供與應(yīng)用工藝近似的條件,使用多種測(cè)試方法,表征粉體特性。結(jié)合改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)方法和先進(jìn)的測(cè)試方法,可以研究任何狀態(tài)下的粉體特性(不單單是流動(dòng)行為)——從流態(tài)化到脫氣(崩解)到固結(jié)。粉體的內(nèi)聚強(qiáng)度可以使用兩種獨(dú)特的方法確定,一種是在脫氣的狀態(tài)下檢測(cè)流動(dòng)自如的樣品,另一種是測(cè)試在固結(jié)狀態(tài)下的粉體內(nèi)聚力。兩種方法都非常簡(jiǎn)單,可以在幾分鐘內(nèi)完成。至于流動(dòng)性指數(shù),安東帕粉體測(cè)量單元還能控制施加在樣品上的法向壓力,以用于測(cè)量粉體的體積密度以及法向力成函數(shù)關(guān)系的與流動(dòng)性指數(shù)。
結(jié)論
理解粉體或者顆粒介質(zhì)的行為特性可能是一個(gè)復(fù)雜的事。尤其在與工業(yè)流程相關(guān)的領(lǐng)域,粉體的行為特性可以強(qiáng)烈的影響加工的條件和終產(chǎn)品的質(zhì)量。安東帕的粉體測(cè)量單元為粉體的產(chǎn)品質(zhì)量控制和科學(xué)研究提供了方便的測(cè)量手段。
毛細(xì)管流變儀可以測(cè)定塑料加工工藝的剪切速率和溫度條件下,測(cè)定剪切應(yīng)力作用下熔體流動(dòng)性,包括表征壁黏附的熱塑性塑料;熱固性塑料的表征。
毛細(xì)管流變儀負(fù)荷加載裝置設(shè)計(jì)合理,采用軟件、硬件雙閉環(huán),實(shí)現(xiàn)速度、加載力的無級(jí)調(diào)節(jié)??梢圆捎檬謩?dòng)、自動(dòng)兩種加載控制,方便、快捷、準(zhǔn)確。
毛細(xì)管流變儀設(shè)備功能及特點(diǎn):
1、毛細(xì)管流變儀流變儀為計(jì)算機(jī)測(cè)控智能化恒壓式毛細(xì)管流變儀,能在恒壓下和恒速度下工作,通過計(jì)算機(jī)測(cè)定各種壓力作用下的各種規(guī)格毛細(xì)管在不同的升溫速率下、不同溫度時(shí)的擠出速度。通過計(jì)算機(jī),記錄擠出速度、壓力和加熱溫度。自動(dòng)處理成粘度數(shù)。并繪制曲線,打印完整報(bào)告單。
2、毛細(xì)管流變儀為測(cè)定高分子材料的流動(dòng)性和固化速度。測(cè)定高分子材料熔體的粘度及粘流活化性,還能進(jìn)行研究熔融紡絲的工藝條件。
3、毛細(xì)管流變儀可以測(cè)定高聚物的軟化點(diǎn)、熔點(diǎn)、流動(dòng)點(diǎn)、粘度粘流活化能,熱固性材料的固化溫度等性能指標(biāo)。
4、控溫系統(tǒng)及控制方式性能優(yōu)越,利于測(cè)定不同溫度下高分子材料的變化及相關(guān)性能。此儀器用計(jì)算機(jī)控制并繪制試驗(yàn)曲線,顯試時(shí)時(shí)曲線變化,并得出的agen-poiseuille、Rabinowitsch、meltflowrute等方程數(shù)據(jù)。
5、毛細(xì)管流變儀采用負(fù)荷加載,設(shè)計(jì)合理,計(jì)算機(jī)控制并實(shí)現(xiàn)負(fù)荷連續(xù)加載,控制精度高,穩(wěn)定性能好。毛細(xì)管流變儀可繪制高分子材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線、塑化曲線,測(cè)定軟化點(diǎn)、熔融點(diǎn)、流動(dòng)點(diǎn)的溫度。并繪制曲線,打印完整報(bào)告單。
流變儀即用于測(cè)定聚合物熔體、聚合物溶液、懸浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流變性質(zhì)的儀器。
分為旋轉(zhuǎn)流變儀、毛細(xì)管流變儀、轉(zhuǎn)矩流變儀和界面流變儀。
旋轉(zhuǎn)流變儀是現(xiàn)代流變儀中的重要組成部分,它們依靠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來產(chǎn)生簡(jiǎn)單剪切流動(dòng),可以用來快速確定材料的粘性、彈性等各方面的流變性能。
旋轉(zhuǎn)流變儀一般是通過一對(duì)夾具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來產(chǎn)生流動(dòng)。引入流動(dòng)的方法有兩種:
一種是驅(qū)動(dòng)一個(gè)夾具,測(cè)量產(chǎn)生的力矩,這種方法比較早是由Couette在1888年提出的,也稱為應(yīng)變控制型,即控制施加的應(yīng)變,測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)力;
另一種是施加一定的力矩,測(cè)量產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度,它是由Searle于1912年提出的,也稱為應(yīng)力控制型,即控制施加的應(yīng)力,測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)變。
對(duì)于應(yīng)變控制型流變儀,一般有兩種施加應(yīng)變及測(cè)量相應(yīng)的應(yīng)力的方法:
一種是驅(qū)動(dòng)一個(gè)夾具,并在同一夾具上測(cè)量應(yīng)力,應(yīng)用這種方法的流變儀有Haake,Conraves,F(xiàn)erranti-Shirley和Brookfield流變儀;
而另一種是驅(qū)動(dòng)一個(gè)夾具,在另一個(gè)夾具上測(cè)量應(yīng)力,應(yīng)用這種方法的流變儀包括Weissenberg和Rheometrics流變儀。
對(duì)于應(yīng)力控制型流變儀,一般是將力矩施加于一個(gè)夾具,并測(cè)量同一夾具的旋轉(zhuǎn)速度。
在Searle最初的設(shè)計(jì)中,施加力矩是通過重物和滑輪來實(shí)現(xiàn)的?,F(xiàn)代的設(shè)備多采用電子拖曳馬達(dá)來產(chǎn)生力矩。
用途:
1、對(duì)材料結(jié)構(gòu)的表征,包括:對(duì)聚合物分子量和分子量分布的定性和定量分析,以及對(duì)聚合物的支化性能、填充性能、拉伸性能和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等的分析。
2、模擬聚合物的加工條件,評(píng)定聚合物的加工性能。通過對(duì)加工過程的分析,以正確選擇加工工藝條件并指導(dǎo)配方設(shè)計(jì)。
3、對(duì)原材料、半成品和成品的性能做出評(píng)價(jià)。