界面流变仪
流变仪的用途和应用
1. 测定食品的流变性质，如酸奶、果酱、果冻等产品的稠度、流动性。2. 研究食品在加工和储存过程中的流变行为变化，优化食品加工工艺。
其他应用
1. 涂料和油墨行业：用于测定涂料和油墨的流变性质，如粘度、流动性和稳定性。2. 制药行业：研究药物溶液的流动性和稳定性，优化药物制剂工艺。3. 石油化工行业：研究石油产品的流变性质，如原油、润滑油等的粘度和流动性。4. 地质学：研究岩石和土壤的流变性质，有助于地质勘探和地质灾害预测。
流变仪的用途和应用
用途/应用领域
具体应用
材料科学研究
1. 研究高分子材料（如塑料、橡胶、树脂）的流变性，包括材料的粘性、弹性、塑性等。2. 表征高分子材料的分子量和分子量分布。3. 指导材料制备工艺和加工工艺的优化。
物理学研究
1. 研究液体的黏性行为。2. 研究固体的弹性行为及固液转变过程中的力学性质。3. 揭示物质的物理性质与微观结构之间的关系。
化学研究
1. 研究化学反应过程中的流变性变化，如黏度变化、凝胶化过程中的黏弹性行为。2. 揭示化学反应机理和化学反应动力学规律。
生物学研究
1. 研究生物组织的力学性质和流变性，如细胞培养液的黏度、细胞膜的弹性。2. 揭示生物组织的结构和功Байду номын сангаас之间的关系，有助于生物医学研究的发展。
工程学研究
1. 研究各种工程材料的流变性，如塑料、涂料、石油等。2. 指导工程材料的制备和加工过程，提高工程材料的性能和使用效果。3. 应用于塑料加工、涂料生产、石油开采等领域的质量控制和产品研发。
流变仪操作说明
流变仪操作的注意事项1、开机：先开气源，再开水浴，必须保证气流畅通，（在压缩机打开后响声停止后再开主机）。
2、第一次使用的转子一定要进行惯性校准,步骤是先进入Control panel界面→点击service→Meas. System，点击开始，然后需要保存。
马达校准Motor Adjustment （90天一次）点开始不需要保存，再点ok就可以了。
3、安装平板之前，装转子的空气轴承一定要盖好保护盖，防止损坏轴承。
4、每次重新启动后系统都需要初始化。
5、所有测量系统转子均注意不要划，用软的卫生纸擦，不能直接用手擦转子。
圆筒系统基本操作1、安装好圆筒系统后，检查连接线是否接好，打开流变仪和电脑，开机流程必须遵照注意事项中的要求。
2、开机后，首先要新建一个workbook，在Flow中选择测量的界面；3、点击control panel（注意第一次开机要初始化），圆筒系统不需要调零，初始化后将待测液体加入圆筒中（注意加液至圆筒中的刻度线位置），装上转子后，待嘀的一声后,在control panel的界面上点击meas.position，将转子降到测量位置，然后设定温度，点击set，再点击ok。
4、设定测量剪切速率范围，点击，如图：在出现的界面中，前两组数据可删掉，直接在第三组数据中设定，双击，此系统最大剪切速率为4000左右，注意旋转方法测定流变性时，时间设定时选择除了No time setting以外的其他三种。
设好后点击ok，然后点击，会出现需要保存的文件名及路径等，开始测量。
锥平板及可视系统除了多了一个调零过程外，其他操作过程都与圆筒一样，调零的操作过程为：在control panel界面中，点击set zero gap，调零后，将转子升起后，再将样品加到平板上，开始测量。
注意，圆筒与锥板系统测量流变性的不同是，圆筒测量黏度低于1000mPas的体系。
界面流变性基本操作1、界面测量要复杂一些，其基础操作与锥平板相同，即在调零后，将下相液体加入容器中，首先要进行间距调零，调零后要进行时间扫描，然后振幅扫描，最后进行频率扫描。
流变仪的原理及应用
流变仪的原理及应用一、流变仪的原理流变仪是一种用于研究物质的变形和流动特性的仪器。
它通过测量物质在施加剪切力作用下的变形情况，以及对应的应力响应，来分析物质的流变特性。
流变学是研究物质变形和流动规律的学科，广泛应用于诸多领域，如化工、材料、制药等。
常见的流变仪由一个驱动系统、一个测力系统和一个测量系统组成。
驱动系统通过施加剪切力来使物质发生变形。
测力系统通过传感器测量物质受到的剪切力。
测量系统根据测力系统获得的数据计算物质的变形情况和应力响应。
流变仪根据测量原理的不同分为多种类型，如旋转式流变仪、振动式流变仪、内旋式流变仪等。
这些流变仪在操作方式和测量原理上有所区别，但基本的原理是相似的。
二、流变仪的应用流变仪被广泛应用于不同领域的研究和生产中，以下列举了几个典型的应用案例。
1. 化工领域在化工领域，流变仪被用于研究各种液体和非牛顿流体的性质和行为。
通过测量物质的流变特性，可以优化流程设计、提高产品质量和效率。
例如，流变仪可以用于研究聚合物的流变行为，以指导合成过程的优化和产品的开发。
2. 材料科学领域流变仪在材料科学领域的应用非常广泛。
它可以用来研究材料的粘弹性、塑性和黏度等特性。
这些信息对于材料的设计和制备至关重要。
例如，在涂料工业中，流变仪可以用来评估涂料的流动性和均匀性。
在塑料工业中，流变仪可以用来研究塑料的熔融行为和加工性能。
3. 食品工业流变仪在食品工业中的应用主要是用于测量食品的流变特性以及质感的研究。
例如，通过测量冷冻食品的流变特性，可以优化其加工工艺，提高品质。
同时，流变仪还可用于研究食品的黏度、弹性和液固转变等性质，对产品的质感提供指导。
4. 制药行业在制药行业，流变仪被用于研究和控制药物的物理特性和流动性。
这对于药物的制剂开发和生产至关重要。
通过测量药物的流变特性，可以优化药物制剂的稳定性和可溶性。
此外，流变仪还可以用于研究药物的释放行为，对药物的生物利用度提供指导。
三、总结流变仪是一种用于研究物质流变特性的重要仪器。
流变仪操作规程
流变仪操作规程
《流变仪操作规程》
一、设备准备
1. 将流变仪放置在平稳的台面上，并接通电源并保证电源稳定。
2. 清洁流变仪的外壳和配件，确保设备表面干净。
3. 检查流变仪的所有零部件和配件是否完好无损，如果有损坏或者缺失应立即修复或更换。
二、样品处理
1. 准备需要测试的样品，并按照要求进行加工和处理。
2. 样品处理完毕后，将样品放置在流变仪测试台上，并确保样品的温度和压力处于稳定状态。
三、操作流变仪
1. 打开流变仪的电源开关，待仪器启动完成后，通过触摸屏或按钮操作进入测试界面。
2. 设置测试参数，包括转速、温度、压力等，根据样品的性质和要求进行调整。
3. 将样品加入测试容器中，并进行固定和封闭。
注意避免样品溢出或者泄漏。
4. 启动测试程序，观察流变仪对样品的测试过程，根据需要进行实时调整。
5. 测试完成后，关闭流变仪电源，并清理测试容器和配件，保持设备的清洁。
四、数据处理
1. 将测试得到的数据导出到计算机或其他设备中，进行分析和处理。
2. 根据测试结果，制定相应的方案和措施。
五、设备维护
1. 每次使用流变仪后，应进行相应的清洁和维护工作，保证设备的正常运行。
2. 定期对流变仪进行检验和校准，确保设备的准确性和可靠性。
六、安全注意事项
1. 在操作流变仪时，应注意安全防护，避免发生意外事故。
2. 严格遵守流变仪的使用规程，不得私自操作或调整。
以上就是《流变仪操作规程》的相关内容，希望能够引起您的重视并严格执行。
流变仪dvnext的操作方法
流变仪dvnext的操作方法流变仪DVNext的操作方法一、引言流变仪是一种用于研究物质流变性质的仪器，在化工、材料科学、生物医学等领域有着广泛的应用。
流变仪DVNext是一款先进的流变仪设备，具有高精度、高稳定性和多功能的特点。
本文将介绍流变仪DVNext的操作方法，帮助用户更好地使用该设备进行流变性质的研究。
二、仪器准备1. 确保流变仪DVNext连接到电源，并将电源线插入电源插座。
2. 打开仪器电源开关，待仪器启动完成后，进入仪器主界面。
三、样品准备1. 根据研究需要，选择适当的样品进行测试。
注意样品的性质和浓度应与研究要求相匹配。
2. 准备足够的样品量，以确保测试的精确性和可靠性。
四、样品装填1. 打开流变仪DVNext的样品槽，将样品容器放置在样品槽中。
2. 将样品槽盖严实，确保样品不会外溢或受到外界干扰。
五、测试设置1. 在仪器主界面上选择测试参数设置，包括温度、转速、应变速率等。
2. 根据研究需要，选择合适的测试模式，例如剪切测试、振动测试等。
3. 根据样品的特性，选择合适的测试时间和频率范围。
六、开始测试1. 确认测试参数设置无误后，点击开始测试按钮，仪器将开始进行测试。
2. 在测试过程中，可以实时监测样品的流变性质曲线，并记录相关数据。
3. 根据需要，可以在测试过程中对参数进行调整，以获取更准确的测试结果。
七、数据分析1. 流变仪DVNext提供了丰富的数据分析功能，可以自动计算流变参数，如黏度、弹性模量等。
2. 用户可以根据需要选择数据分析的方法和算法，进行流变性质的定量分析。
3. 流变仪DVNext还可以将测试结果以图表形式展示，便于用户进行直观的数据分析和比较。
八、结果输出1. 在测试结束后，可以将测试结果保存到仪器的存储设备或导出到外部设备。
2. 流变仪DVNext提供了多种数据输出格式，如Excel、PDF等，方便用户进行后续的数据处理和报告撰写。
九、仪器维护1. 在使用流变仪DVNext后，及时清洁样品槽和相关部件，以保证仪器的正常运行。
四种流变仪的原理
四种流变仪的原理四种流变仪的原理时间:2010-02-26 15:13来源:未知作者:珺珺点击:203次我们常⽤的流变仪有四种，分别是⽑细管流变仪、界⾯流变仪、转矩流变仪和旋转流变仪，下⾯⼤致介绍⼀下这四种流变仪：我们常⽤的流变仪有四种，分别是⽑细管流变仪、界⾯流变仪、转矩流变仪和旋转流变仪，下⾯⼤致介绍⼀下这四种流变仪：1.⽑细管流变仪⽑细管流变仪主要⽤于⾼聚物材料熔体流变性能的测试;卖仪器⽹⼯作原理是，物料在电加热的料桶⾥北加热熔融，料桶的下部安装有⼀定规格的⽑细管⼝模(有不同直径0.25～2mm和不同长度的0.25～40mm)，温度稳定后，料桶上部的料杆在驱动马达的带动下以⼀定的速度或以⼀定规律变化的速度把物料从⽑细管⼝模种挤出来。
在挤出的过程中，可以测量出⽑细管⼝模⼊⼝出的压⼒，在结合已知的速度参数、⼝模和料桶参数、以及流变学模型，从⽽计算出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。
2.界⾯流变仪：⽬前这种流变仪有振荡液滴、振荡剪切等⼏种原理;是流变测试中最难以准确实现的⼀个领域;还没有⼀种特别好⽽⼜通⽤的⽅法。
3.转矩流变仪实际上是在实验型挤出机的基础上，配合⽑细管、密炼室、单双螺杆、吹膜等不同模块，模拟⾼聚物材料在加⼯过程中的⼀些参数，这种设备相当于聚合物加⼯的⼩型实验设备，与材料的实际加⼯过程更为接近，主要⽤于与实际⽣产接近的研究领域。
4.旋转流变仪：有两种，控制应⼒型和控制应变型A：控制应⼒型:使⽤最多，如Physica MCR系列、TA的AR系列、Haake、Malven，都是这⼀类型的流变仪;其中Physica的马达属于同步直流马达，这种马达相对响应速度快，控制应变能⼒强;其他⼚家使⽤的属于托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，这种马达响应速度相对较慢。
这⼀类型的流变仪，采⽤马达带动夹具给样品施加应⼒，卖仪器⽹同时⽤光学解码器测量产⽣的应变或转速。
B：控制应变型：⽬前只有ARES属于单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，测量产⽣的应⼒;这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在测量扭矩时产⽣形变，需要⼀个再平衡的时间，因此反应时间就⽐较慢，这样就⽆法通过回馈循环来控制应⼒。
流变仪详细介绍
流变仪一、简介英文：rheogoniometer；rheometer用于测定聚合物熔体，聚合物溶液, 悬浮液，乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。
二、分类1.旋转流变仪A：控制应力型: 使用最多，如德国哈克(Haake) RS系列、美国TA的AR系列、英国Malven、奥地利Anton-Paar的MCR系列，都是这一类型的流变仪。
前三家的产品马达采用托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，惯量小，特别适合于低粘度的样品测试；Anton-Paar的流变仪采用永磁体直流马达，惯量稍大，但从原理上响应速度快，也是目前应力型流变仪的一种发展方向。
这一类型的流变仪，采用马达带动夹具给样品施加应力，同时用光学解码器测量产生的应变或转速。
控制应力的流变仪由于有较大的操作空间，可以连接更多的功能附件。
B：控制应变型：目前只有美国TA的ARES属于单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，测量产生的应力；这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在测量扭矩时产生形变，需要一个再平衡的时间，因此反应时间就比较慢，这样就无法通过回馈循环来控制应力。
控制应变的流变仪由于硬件复杂，目前只有几种功能附件可供选择。
2.毛细管流变仪毛细管流变仪主要用于高聚物材料熔体流变性能的测试；工作原理是，物料在电加热的料桶里被加热熔融，料桶的下部安装有一定规格的毛细管口模（有不同直径0.25～2mm 和不同长度的0.25～40mm），温度稳定后，料桶上部的料杆在驱动马达的带动下以一定的速度或以一定规律变化的速度把物料从毛细管口模种挤出来。
在挤出的过程中，可以测量出毛细管口模入口出的压力，在结合已知的速度参数、口模和料桶参数、以及流变学模型，从而计算出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。
3.转矩流变仪实际上是在实验型挤出机的基础上，配合毛细管、密炼室、单双螺杆、吹膜等不同模块，模拟高聚物材料在加工过程中的一些参数，这种设备相当于聚合物加工的小型实验设备，与材料的实际加工过程更为接近，主要用于与实际生产接近的研究领域。
KSVISR400界面流变仪说明书
KSV ISR400界面流变仪KSV ISR400界面流变仪是世界上第一家也是唯一能够提供对气/液，液/液界面的剪切流变特性精确和定量测量的仪器，仪器相比传统流变仪实现了对几个纳米厚度内的现象进行探测，该仪器能够与标准的KSV MINITROUGH槽连用，可以对可溶的及不可溶的膜进行测量。
该仪器能够全面的测定薄膜的剪切流变信息，包括：◆界面粘度◆弹性模量◆粘性模量◆柔量◆松弛时间主要应用领域：乳液，泡沫的稳定性预测薄膜结构的判定监测相转变实时监测表面的凝胶化过程及网络结构的生成连续的监测蛋白质的吸附和变性探测薄膜中分子的缠结和氢键的形成技术指标：动态模量下限：0.001mN/m频率范围：0.01 -10 rad/s-4 - 1应变范围：3×10软件：基于Labview的软件使使用者能够控制施加的应力/应变，界面流变性能的测量可以实时的演示可能的测量配置该仪器可以被安装到标准的KSV LB膜分析仪的槽上测量不可溶的单层膜，也可以安装常用的样品池测量可溶的体系。
可以很方便的用于空气/水或油/水界面薄膜的流变性能测量。
薄层的流变性质当一个应力施加到一个薄层上，它会产生一个应变。
应力和应变之间的关系决定了这个薄层的流变性能，在工业和生物学上遇到的绝大多数系统这种关系是非线性的，是处于纯粹的粘性和弹性之间。
一个典型的例子就是油/水界面的蛋白质单分子层，蛋白质产生变性组成一个二维的网络结构。
KSV ISR 400通过一个磁场的梯度施加一个可控的应力给在界面薄层上的一根细针， ，使它在界面上滑动，这样在界面产生一个剪切应变（见图1），γ通过一个CCD监测器实时的对细针的位置进行测量。
ISR400能以两种不同的模式操作：蠕变柔量，通过施加一个稳定的应力来测量。
动态测量，施加由不同的频率（ω）产生的正弦变化的应力。
图1 蠕变柔量，在这种模式下，仪器得出表面粘度μS ，粘性模量G’ 和应力松弛时间t 。
在图2中，两条柔量vs 时间曲线叠加在一起，蓝色的直线是arachidyl 醇的牛顿相线性响应。
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液滴的变形 液滴的合并
微胶囊化
乳液的稳定性和流变性
Physica Rheometer
界面的传递作用 (例如: 药物从微 胶囊中的释放过程)
::: Intelligence in Rheometry
界面流变学的背景
界面剪切应力 τσ 截面剪切粘度 ησ [ησ] = Pa·s·m = N·s/m 或表面泊 surface poise τσ = ησ • γ „Ability of a liquid interface to transport momentum in shear deformation within its own plane “
Interfacial Shear Viscosity [mPa·s·m]
10
1
0.1
pure air/water interface Span 65 Span 65 (24 hrs. later)
0.01
0.001 0.001
0.01
0.1
1
10
100
Shear Rate [s-1]
Physica Rheometer ::: Intelligence in Rheometry
• Direct Strain Oscillation (Physica DSO)
使用真实位置控制器代替振幅控制器的振荡测试方法. 允许振荡测试从极小的偏转角度(0.1µrad)和极小的扭矩 (0.01µNm)开始.
J. Läuger, K.Wollny, S.Huck: - Proceedings 3rd Pacific Rim Conference on Rheology, Vancouver, Canada (2001) - Rheol. Acta, 41, 356-361 (2002)
1
0.1 0.1 1 10 100
Strain amplitude [%]
蛋白质的界面薄膜如此坚固是因为氨基通过交叉耦合在界面上形成了坚固的网 状结构.
Physica Rheometer ::: Intelligence in Rheometry
振荡测试
Sorbitan tristearate (Span 65) at the air/water interface
~~~~~~~~
Liq uid 2 Liq uid 2
Air
~~~~~~~~
z = H2 z = H1 z=0 R
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Liq uid 1 R2
Physica Rheometer
::: Intelligence in Rheometry
Physica Rheometer
::: Intelligence in Rheometry
测试实例－瑞士联邦工学院Philipp Erni教授
测试材料: 1. 小分子量表面活性剂 • 山梨聚糖酯 Sorbitan Esters (“Spans”) • 山梨聚糖三硬脂酸酯 Sorbitan Tristearate (Span 65) 平均分子量 697 g/mol 2. Macromolecular Surfactant • 乳清蛋白质浓缩物 (WPC) 主要物质含量 (%w/w): Lactalbumin (20%), IgG (10%), BSA (8%) - ß -乳球蛋白 Lactoglobulin (>40%)
Interfacial Shear Viscosity [mPa·s·m]
0.01
0.1
1
10
100
Shear Rate [s -1]
Physica Rheometer ::: Intelligence in Rheometry
水/油界面上蛋白膜的形成过程
0.8 0.7 Interfacial Viscosity [Pa*m*s] 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 5 10 Time [h] 15 20 Timetest Ovalbumin: Concentration 100 mg/L
air
Interface 表面速率 梯度 Bulk liquid
Boussinesq Number Bo =
water oil waterபைடு நூலகம்
Physica Rheometer
InterfaceDrag ησ = SubphaseDrag ηbulk ⋅ R
::: Intelligence in Rheometry
τ σ =[γ + (εσ − ησ ) divσ v σ ]P + 2ησ Dσ
Dσ εσ ησ ni τσ divσ vσ
Interfacial rate of deformation tensor Interfacial dilatational viscosity 界面扩张粘度 Interfacial shear viscosity 界面剪切粘度 Unit normal to the interface pointing into liquid i Stress tensor in liquid phase i 液相I的应力张量 Interfacial stress tensor 界面应力张量 Interfacial divergence operator 界面分歧算子 Interfacial velocity vector 界面速度向量 Projection tensor
因为分子非常大,所以蛋白分子从溶液扩散到表面上的速度很慢. 蛋白分子在表面上形成网状结构,但这也个耗费时间的过程.
Physica Rheometer ::: Intelligence in Rheometry
蠕变和恢复测试
空白水表面 油水界面上老化的蛋白膜
constant torques: 0.5 µNm
τi
P
Physica Rheometer
::: Intelligence in Rheometry
界面流变学的背景
测量转子: Bi-Cone(双锥面) 把锥面直接定位在液液或液气界面上 二维空间上的Couette(库爱特)系统 界面流动是与体相流动相关连的 Analysis of the flow field for the BiConical Disk Rheometer for taking care of contributions from liquid 1 and liquid 2: (Oh & Slattery (1978) J.Colloid Interface
Physica 界面流变系统 二维空间流变学: 液/液﹑液/气界面薄膜上剪切流变性能的测试仪器
Physica Rheometer
::: Intelligence in Rheometry
界面流变学的背景
界面流变学的应用领域:
乳液的加工 处理
BAM
食品原料和消费产品 的微观结构
Sci. 67(3): 516-525)
Physica Rheometer
::: Intelligence in Rheometry
仪器和方法 • Physica MCR 流变仪
使用同步电子整流电机(EC-Motor) 可以实现真实的应变控制和 应力控制。
J. Läuger, S. Huck: Proceedings of the XIIIth International Congress on Rheology, Cambridge, UK (2000), 3: 10-13
界面位置的确定
利用法向应力确定转子的位置 1.转子在空气中时,法向应 力为零. 2.当转子尖端接触到液体 表面时,法向应力产生突 变,这个突变的位置就是 下层液体的表面位置. 3.根据已知的转子体积参 数,就可以计算出界面的 准确位置了,这时转子的 边缘会准确地落在界面上 4.界面确定后,就可以进行 膜的铺展或加入上层液体 了.
Physica Rheometer ::: Intelligence in Rheometry
实验装置
MCR 300 Rheometer + Interfacial Rheology System (IRS)
H1 = 22,5 mm H2 = 45 mm R = 40 mm R2 = 34,14 mm 2 α = 10°
界面流变学的背景
Analysis of the flow field for the Bi-Conical Disk Rheometer:
Oh & Slattery (1978) J.Colloid Interface Sci. 67(3): 516-525
Jump Mass Balance / Continuity divσ vσ = 0 div v1 = 0 div⋅ v 2 = 0 Jump Momentum Balance across the interface τ 1⋅n1 + τ 2 ⋅n2 + divσ τ σ = 0 Surface Stress Tensor Boussinesq (1913), Scriven (1960)
- a-乳白蛋白
ß
Physica Rheometer
::: Intelligence in Rheometry
空气/水界面的流变曲线测试
Sorbitan tristearate (Span 65) at the air/water interface
1000
100
油/水界面的流变曲线测试
Sorbitan tristearate (Span 65) at the oil/water interface
1000 100 10 1 0.1 0.01 0.001 0.001