流变性检测:科学严谨的检测方法与应用

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检测样品

流变性检测的样品可以涵盖液体、膏体、浆料、胶体等多种形式,具体样品种类取决于待测物质的性质和应用场景。常见的样品包括但不限于:

  • 油品:如润滑油、石油产品。
  • 食品:如果酱、酱料、牛奶等。
  • 化妆品:如乳液、面霜、护发素等。
  • 医药:如药膏、液体药物等。
每种样品的流变性特征对其加工过程、使用效果以及稳定性等方面都有直接影响,因此选择合适的样品对于实验的准确性至关重要。

检测项目

流变性检测的主要项目包括但不限于以下几项:

  • 黏度测定:测量样品在外力作用下的流动阻力,通常通过流变仪器测得。
  • 弹性模量:描述材料的弹性响应,通常通过应力-应变曲线得到。
  • 屈服应力:是材料开始流动的最小应力值,适用于测量塑性材料的流动行为。
  • 流动曲线:通过不同剪切速率下的流动行为分析,帮助描述材料的流动性和剪切敏感性。
  • 流变指数:用于定量描述材料流变性是否随外力变化而变化的程度。

检测仪器

流变性检测的核心设备是流变仪,这些仪器能够提供精确的应力、应变、黏度等数据。常见的流变仪器包括:

  • 旋转流变仪:通过旋转的方式施加剪切应力,常用于液体和低黏度样品的检测。
  • 毛细管流变仪:适用于高黏度流体,通过测量物质通过毛细管的流速来确定流变特性。
  • 剪切流变仪:能够分析样品在不同剪切速率下的流动性,广泛应用于食品、医药、石油等行业。
  • 动态机械分析仪(DMA):主要测量固体或高分子材料的弹性模量与损耗模量,用于高分子材料的流变性检测。

这些仪器不仅能够为物质的流变行为提供精确的定量数据,还能通过不同的测试模式(如振动测试、旋转测试等)帮助研究人员分析样品在不同条件下的流动特性。

检测方法

流变性检测的常见方法主要有以下几种:

  • 稳态剪切流变法:适用于测定流体在稳定剪切状态下的流变行为,常见的测量方法包括黏度测试和剪切应力测定。
  • 动态频率扫描法:通过施加小幅度的振动剪切,测量样品的储能模量和损耗模量,适用于研究高分子材料的弹性和粘弹性。
  • 应力-应变曲线法:通过施加不同应力,记录样品的应变响应,从而得到材料的屈服应力、弹性模量等关键参数。
  • 时间-温度流变法(TTT):在不同的温度条件下对材料的流变性能进行测试,常用于高分子材料的研究。

根据样品的性质和研究目标,选择适当的检测方法非常重要。不同的检测方法能够揭示样品的不同流变特性,有助于深入了解物质的行为模式。

检测标准(部分)

《 SH/T 0777-2005 沥青流变性质测定法(DSR法) 》标准简介

  • 标准名称:沥青流变性质测定法(DSR法)
  • 标准号:SH/T 0777-2005
    中国标准分类号:E43
  • 发布日期:2005-11-28
    国际标准分类号:75.140
  • 实施日期:2006-06-01
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:石油及相关技术SH 石油化工
  • 内容简介:

    本试验法用于测量沥青的动态剪切模量和相位角。沥青动态剪切模量值测量的范围为10<上标-4>MPa~10MPa,适用温度范围通常在5℃~85℃之间。本标准可决定规范试验内的沥青的线性粘弹性质,不能得到沥青的所有线性粘弹性质。本标准适用于未老化的沥青或按SH/T0736沥青旋转薄膜烘箱试验法、SH/T0774-2005沥青加速老化试验法(PAV法)得到的老化沥青。对含有颗粒的沥青,本标准只适于颗粒尺寸小于250μm的沥青。本标准未涉及有关使用的安全规定,标准使用者有责任在使用前制定合适的安全应用规程。

《 DB44/T 783-2010 螺杆挤出式毛细管流变仪法测定聚合物熔体流变性能 》标准简介

  • 标准名称:螺杆挤出式毛细管流变仪法测定聚合物熔体流变性能
  • 标准号:DB44/T 783-2010
    中国标准分类号:G31
  • 发布日期:2010-08-06
    国际标准分类号:83.010.01
  • 实施日期:2010-09-06
    技术归口:广东省质量技术监督局
  • 代替标准:
    主管部门:广东省质量技术监督局
  • 标准分类:橡胶和塑料工业广东省科学研究和技术服务业
  • 内容简介:

    地方标准《螺杆挤出式毛细管流变仪法测定聚合物熔体流变性能》由广东省质量技术监督局归口上报,主管部门为广东省质量技术监督局。本标准规定了使用螺杆挤出式毛细管流变仪测定聚合物熔体的表观黏度、真实黏度和挤出胀大等流变性能参数的方法。本标准适用于在挤出成型加工的温度和剪切速率范围里测定热塑性聚合物及其混合物的熔体流变性能。

《 HG/T 4300-2012 橡胶流变性能的测定 柱塞式毛细管流变仪法 》标准简介

  • 标准名称:橡胶流变性能的测定 柱塞式毛细管流变仪法
  • 标准号:HG/T 4300-2012
    中国标准分类号:G40
  • 发布日期:2012-05-24
    国际标准分类号:83.060
  • 实施日期:2012-11-01
    技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:工业和信息化部
  • 标准分类:橡胶和塑料工业HG 化工
  • 内容简介:

    行业标准《橡胶流变性能的测定 柱塞式毛细管流变仪法》由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会归口上报,主管部门为工业和信息化部。警告:使用本标准的人员应有实验室工作的实践经验,本标准并未指出所有可能的安全问题,使用者有责任采用适当的安全和健康保护措施,并保证符合国家有关规定的条件。本标准规定了用柱塞式毛细管流变仪测定橡胶(生胶或混炼胶)流变性能的方法。流变性能用于表征材料的流动性能,此性能与实际加工过程直接相关。本标准适用于生胶和混炼胶。

《 SH/T 0777-2005 沥青流变性质测定法(DSR法) 》标准简介

  • 标准名称:沥青流变性质测定法(DSR法)
  • 标准号:SH/T 0777-2005
    中国标准分类号:E43
  • 发布日期:2005-11-28
    国际标准分类号:75.140
  • 实施日期:2006-06-01
    技术归口:石油大学(华东)重质油研究所
  • 代替标准:
    主管部门:国家发展和改革委员会
  • 标准分类:石油及相关技术SH 石油化工
  • 内容简介:

    行业标准《沥青流变性质测定法(DSR法)》由石油大学(华东)重质油研究所归口上报,主管部门为国家发展和改革委员会。本试验法用于测量沥青的动态剪切模量和相位角。沥青动态剪切模量值测量的范围为10MPa~10MPa,适用温度范围通常在5℃~85℃之间。本标准可决定规范试验内的沥青的线性粘弹性质,不能得到沥青的所有线性粘弹性质。本标准适用于未老化的沥青或按SH/T0736沥青旋转薄膜烘箱试验法、SH/T0774-2005沥青加速老化试验法(PAV法)得到的老化沥青。对含有颗粒的沥青,本标准只适于颗粒尺寸小于250µm的沥青。本标准未涉及有关使用的安全规定,标准使用者有责任在使用前制定合适的安全应用规程。

《 SY/T 5480-1992 注水泥流变性设计 》标准简介

  • 标准名称:注水泥流变性设计
  • 标准号:SY/T 5480-1992
    中国标准分类号:E13
  • 发布日期:1992-09-17
    国际标准分类号:91.100
  • 实施日期:1993-02-01
    技术归口:
  • 代替标准:被SY/T 5480-2007代替
    主管部门:能源部
  • 标准分类:建筑材料和建筑物SY 石油天然气
  • 内容简介:

    行业标准《注水泥流变性设计》,主管部门为能源部。本标准规定了水泥浆流变性能的测定、流变模式的选用、流变参数的计算及液体流变性、顶替流态设计和流动压降的计算方法。本标准适用于油气井注水泥顶替的流变学设计。

《 GB/T 28910-2012 原油流变性测定方法 》标准简介

  • 标准名称:原油流变性测定方法
  • 标准号:GB/T 28910-2012
    中国标准分类号:E12
  • 发布日期:2012-11-05
    国际标准分类号:75.020
  • 实施日期:2013-03-01
    技术归口:全国石油天然气标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准化管理委员会
  • 标准分类:石油及相关技术石油和天然气的开采与加工
  • 内容简介:

    国家标准《原油流变性测定方法》由TC355(全国石油天然气标准化技术委员会)归口,TC355SC6(全国石油天然气标准化技术委员会油气田开发分会)执行,主管部门为国家标准化管理委员会。

    本标准规定了原油流变性测定的术语和定义、原油样品准备、四种测定原油流变性的方法及试验报告的内容。本标准适用于旋转法、细管法、多孔介质法及落球法原油流变性的测定。

《 GB/T 22770-2008 印刷技术 用落棒式粘度计测定浆状油墨和连接料的流变性 》标准简介

  • 标准名称:印刷技术 用落棒式粘度计测定浆状油墨和连接料的流变性
  • 标准号:GB/T 22770-2008
    中国标准分类号:Y44
  • 发布日期:2008-12-30
    国际标准分类号:87.080
  • 实施日期:2009-09-01
    技术归口:全国油墨标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国轻工业联合会
  • 标准分类:涂料和颜料工业墨水、油墨
  • 内容简介:

    国家标准《印刷技术 用落棒式粘度计测定浆状油墨和连接料的流变性》由TC127(全国油墨标准化技术委员会)归口,主管部门为中国轻工业联合会。

    本标准规定了在常温条件下测定不会发生反应的浆状油墨和连接料的粘度和屈服值的测定方法。本标准适用于表观粘度在2 Pa·s~200 Pa·s浆状油墨及其连接料的粘度和屈服值的测定。

《 GB/T 33095.1-2016 未硫化橡胶 用动态无转子流变仪测定流变性能 第1部分:频率扫描法 》标准简介

  • 标准名称:未硫化橡胶 用动态无转子流变仪测定流变性能 第1部分:频率扫描法
  • 标准号:GB/T 33095.1-2016
    中国标准分类号:G40
  • 发布日期:2016-10-13
    国际标准分类号:83.060
  • 实施日期:2017-05-01
    技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
  • 内容简介:

    国家标准《未硫化橡胶 用动态无转子流变仪测定流变性能 第1部分:频率扫描法》由TC35(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会)归口,TC35SC2(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分会)执行,主管部门为中国石油和化学工业联合会。

    GB/T33095的本部分规定了用动态无转子流变仪对橡胶流变性能测试的一种方法— 频率扫描法。本部分适用于生胶和混炼胶流变性能的测试。

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结语

流变性检测作为研究物质流动与变形特性的关键手段,已经广泛应用于各行各业。通过精确的检测,可以帮助科研人员优化材料配方,改善生产工艺,提升产品的质量与稳定性。随着技术的不断进步,流变性检测的仪器设备和方法将更加多样化与精密化,推动各领域的技术创新和工业发展。

结语

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