博勒飛RSO流變儀膏體樣品的流變及粘彈性

前言

凝膠，膏體類物質屬于粘彈性物質，表現為兼具粘性和彈性特性的流變學行為。針對這些較為“粘稠”物質，需要同時分析粘性流動行為以及粘彈性行為，才能完整地表征其流變特性。RSO震蕩流變儀配備空氣軸承，具備旋轉測量和震蕩測量功能，是實現流動行為測試和粘彈性測試的理想工具。
 

測試設備

• 儀器：RSO震蕩流變儀

• 轉子：錐型轉子

• 軟件：Rheo3000

• 溫度：25℃，Peltier溫控

• 樣品：牙膏A和牙膏B

方法與結果

1

流動曲線

• 設置剪切率掃描范圍為0.1-100S^-1，根據圖1（剪切應力VS剪切速率）和圖2（粘度VS剪切速率）可知，樣品A和B均屬于典型的剪切變稀流體，當剪切速率增加時，樣品的粘度下降。

2

屈服應力

• 屈服應力是指流體在剪切應力的作用下發生形變的閾值。通過繪制應力-應變曲線（如圖3所示），使用Rheo3000軟件計算，樣品A和樣品B的屈服應力分別為122.6Pa，65.2Pa。屈服應力越大，表明樣品越不易流動。屈服應力有助于保持多相混合體系的穩定性，防止粒子沉降，延長產品保質期。

3

觸變性分析

• 采用三階段法分析樣品的觸變及回復特性：將樣品加載至錐/板測量系統中，以低剪切速率(0.1 S^-1)連續剪切60 S后，立即將剪切速率增大到100 S^-1，連續剪切60 S；再將剪切速率恢復至0.1 S^-1，繼續剪切60 S。觀察兩種樣品動力粘度的變化過程。

• 據圖4可知：兩種樣品在低剪切條件下均有較高的粘度，有利于保持混合體系的穩定性。當剪切率突然增加時，兩種樣品的粘度均表現為顯著下降，流動性增加；剪切率再次降低時，樣品B的粘度迅速回復至初始狀態，樣品A的回復速率則較為緩慢。
   

      

   

4

粘彈性分析

• 應變振幅掃描是固定掃描頻率，觀察儲能/損耗模量在不同應變條件下的變化情況。通過振幅掃描，可以確定樣品內部結構的破壞情況，以及樣品的線性粘彈區范圍，因為只有在線性粘彈區范圍內測量才能獲得樣品的特性流變學常數。

• 掃描頻率為1Hz，在應變范圍為0.1%～1內對兩種膏體樣品（本案例為牙膏）進行振幅掃描。掃描圖譜如圖5所示：這兩種樣品的線性粘彈區間在0.1%～0.5%之間。在該范圍內，儲能模量大于損耗模量，說明在低剪切條件下，這兩種樣品不易流動，性質穩定。隨著應變幅度的增加，儲能模量逐漸降低，損耗模量增加，兩條曲線相交，樣品的流動性逐漸增加。
   

     

附言

AMETEK Brookfield作為世界上的儀器生產商，一直致力于為廣大用戶提供質量穩定可靠，測量精確度高，測量重復性好的產品。

RSO流變儀是Brookfield全新推出的高性能震蕩流變儀。該儀器配備空氣軸承，可以實現旋轉測量和震蕩測量，是進行質量控制、產品開發和研究的理想工具。