DE3490625C2 - Vorrichtung zur Bestimmung rheologischer Kennwertevon polymeren und dispersen Systemen - Google Patents
Vorrichtung zur Bestimmung rheologischer Kennwertevon polymeren und dispersen SystemenInfo
- Publication number
- DE3490625C2 DE3490625C2 DE19843490625 DE3490625A DE3490625C2 DE 3490625 C2 DE3490625 C2 DE 3490625C2 DE 19843490625 DE19843490625 DE 19843490625 DE 3490625 A DE3490625 A DE 3490625A DE 3490625 C2 DE3490625 C2 DE 3490625C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- examined
- radiation
- outer cylinder
- cylinders
- deformation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/14—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung
rheologischer Kennwerte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine solche Vorrichtung ist aus der US-Zeitschrift
"Industrial Laboratories" Nr. 36, 1970; Seiten 1950 bis 1954
bekannt.
Die Bewertung rheologischer Eigenschaften von flüssigen bzw.
zähelastischen Medien efolgt bei der genannten Vorrichtung
aus der Reaktion des zu untersuchenden Mediums bzw. Systems
in dem Spalt zwischen den beiden koaxialen Zylindern bei
einer kontinuierlichen Scherverformung mit konstanter Geschwindigkeit
bei einer Relativdrehung der Zylinder, bei
harmonischen Schwingungen oder bei einer Überlagerung der
kontinuierlichen Verformung mit harmonischen Schwingungen,
wobei die Reaktion durch Wandler an einem oder beiden
Zylindern aufgenommen wird, die die Winkelverschiebungen der
Zylinder feststellen.
Durch Diagonalkomponenten des Spannungstensors in den zähelastischen
Systemen entstehen bei der Verarbeitung der
Systeme unerwünschte Effekte, wie Aufquellen eines Strahles
eines Extrudats, elastische Turbulenzen und Störungen in der
Kontinuität einer Strömung, Die Erzeugung von zusätzlichen,
zur Strömungsrichtung senkrecht wirkenden Kräften kann es
ermöglichen, die Diagonalkomponenten zu beeinflussen. Gerade
die Diagonalkomponenten der zu untersuchenden Systeme können
jedoch mit der bekannten Vorrichtung nicht exakt ermittelt
werden.
Ein der bekannten Vorrichtung ähnliches Gerät ist auch in
der DE-Firmenschrift "Agfa-Rotationsviskosimeter"
beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff
des Patentanspruchs genannte Vorrichtung so auszugestalten,
daß die vollständigen rheologischen Kennwerte durch Kräfte
bestimmt werden können, die senkrecht zur Strömungsrichtung
verlaufen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen
des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Verwendung eines elektrischen Feldes ist für ein
Platten-Viskosimeter in der GB-Zeitschrift "J. Phys. E: Sci.
Instrum." Vol. 14, 1981, Seiten 813/814 erwähnt und die
Verwendung eines elektrischen Feldes und eine einfache
optische Beobachtung zur Untersuchung der Eigenschaften von
Flüssigkristallen ebenfalls in einem Platten-Viskosimeter
ist in der US-Zeitschrift "Rev. Sci. Instrum." Vol. 54 Nr. 6,
1983, Seiten 754 bis 758 allgemein beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird dagegen der gemeinsame
Einfluß von senkrecht zueinander verlaufenden Kraftfeldern
in dem geschlossenen Raum eines Zylinder-Rheometers angewendet,
nämlich der Einfluß eines mechanischen Scherfeldes,
das nach einem vorgegebenen Gesetz erzeugt wird - insbesondere
durch Überlagerung einer kontinuierlichen Scherung mit einer
periodischen Verformung - und der Einfluß eines elektrischen
Feldes senkrecht zur Schubrichtung. Die Reaktion des Systems
auf diese Verformung wird kontaktlos über eine Analyse der
optischen Anisotropie des Systems auf der Basis der Doppelbrechung
registriert.
Eine konkrete Ausführungsform der Vorrichtung zur Bestimmung
rheologischer Kennwerte wird nachstehend anhand der Zeichnung,
die schematisch und teilweise im Schnitt eine solche
Vorrichtung zeigt, erläutert.
Bei der Vorrichtung zur Bestimmung rheologischer Kennwerte
wird ein zu untersuchendes polymeres oder disperses System
in den Raum zwischen zwei koaxiale Zylinder gebracht und
durch Bewegen eines der Zylinder mechanisch verformt, wobei
die Verformung allgemein gemäß
erfolgt, worin
Gleichzeitig wird das zu untersuchende System durch ein
elektrisches Feld beeinflußt,
dessen Kraftlinien senkrecht zur Strömungsrichtung des zu
untersuchenden Systems verlaufen und dessen Stärke die Durchschlagsfeldstärke
des zu untersuchenden Systems nicht überschreitet.
Dabei werden die Werte der erfolgten Verformung
und der Strahlen-Doppelbrechung des
mechanisch verformten und unter der Wirkung des elektrischen
Feldes stehenden Systems gemessen und
die rheologischen Kennwerte
nach folgenden Formeln ermittelt:
1. Maximale Tangentialspannung τ max :
Hierin ist
n
die Ordnungszahl der Isochrome,
Ψ
der Verschiebungswinkel zwischen der nullten Isochrome
und der Isochrome erster Ordnung,
λ
die Wellenlänge der Strahlung,
c
ein dynamooptischer Faktor, und
W
die Schichtdicke des zu untersuchenden Systems längs
der Erzeugenden der Zylinder.
2. Komplexer dynamischer Schubmodul /G/:
wobei γ a die Amplitude der erfolgten Verformung
ist.
3. Elastizitätsmodul G′:
G′ = /G*/ · cosϕ,
wobei ϕ der Verschiebungswinkel zwischen der nullten Isochrome und der erfolgten Verformung ist.
G′ = /G*/ · cosϕ,
wobei ϕ der Verschiebungswinkel zwischen der nullten Isochrome und der erfolgten Verformung ist.
4. Verlustmodul G′′:
G′′ = /G*/ · sinϕ.
G′′ = /G*/ · sinϕ.
5. Gleichkomponente der ersten Normalspannungsdifferenz
w c :
Hierin ist
Δ n c die Gleichkomponente der Strahlen-Doppelbrechung, und Hdie Schichtdicke des zu untersuchenden Systems in Radialrichtung.
Δ n c die Gleichkomponente der Strahlen-Doppelbrechung, und Hdie Schichtdicke des zu untersuchenden Systems in Radialrichtung.
Die Vorrichtung zur Bestimmung der rheologischen Kennwerte
enthält eine Meßeinheit
1 aus zwei aus leitendem Material hergestellten Koaxialzylindern
2 und 3, die einen Spalt bilden, in den das zu untersuchende
System 4 eingebracht ist. Der erste Zylinder 2
ist am Gehäuse 5 der Vorrichtung starr befestigt, und der
zweite Zylinder 3 ist mit der Welle 6 eines Antriebs 7
starr verbunden, der ein Stellwert 8, einen Tachogenerator
9 und einen Differenzengeber 10 aufweist, die auf
der Welle 6 angeordnet sind. Der Antrieb 7
wandelt ein von einer mit ihm elektrisch verbundenen Steuereinheit
11 kommendes Signal in eine Winkelverschiebung des
Zylinders 3 um. Die Steuereinheit 11 enthält zwei Zweiphasengeneratoren
12 und 13 für Signale vorgegebener Form, einen
ersten Summierer 14, einen zweiten Summierer 15 und einen Leistungsverstärker
16. Der Generator 12
ist mit dem Differenzengeber 10 elektrisch
gekoppelt, dessen Ausgang an einen der Eingänge des ersten
Summierers 14 angeschlossen ist, dessen zweiter Eingang am
Ausgang des Tachogenerators 9 liegt. Der Ausgang
des ersten Summierers 14 ist an einen Eingang des zweiten
Summierers 15 angeschlossen, dessen anderer Eingang an den
Ausgang des zweiten Generators 13
geschaltet ist. Der Ausgang des zweiten Summierers 15
ist an den Eingang des Leistungsverstärkers 16 angeschlossen,
dessen Ausgang an das Stellwerk 8 des Antriebs 7
angekoppelt ist. Ein Meßwandler 17 zur Messung der Winkelverschiebung
des zweiten Zylinders und Erzeugung eines elektrischen Signals
ist auf der Welle 6 des Antriebs 7 angeordnet
und an ein Registriergerät 18 angeschlossen.
Die Vorrichtung weist eine Spannungsquelle 19 auf,
die mittels eines Kontaktes 20 mit der Seitenfläche des äußeren
Zylinders 3 gekoppelt ist, der mit aus Dielektrikum hergestellten,
strahlungsdurchlässigen Stirnflächen 21, 22 ausgestattet
ist. Eine Meßanordnung 23 für den Betrag der Strahlen-
Doppelbrechung des zu untersuchenden Systems enthält eine
Strahlungsquelle 24 (beispielsweise einen Laser) und im
Strahlengang hintereinander angeordnet einen Polarisator 25,
zwei zu beiden Seiten des Zylinders gegenüber seinen Stirnflächen
21 und 22 im Bereich des zu untersuchenden Systems 4
liegende Platten 26 und 27 mit einer durch eine ungerade Zahl
der Viertelschwellenlängen der Strahlung teilbaren Dicke, einen
Analysator 28 und einen Wandler 29 zur Umwandlung der Strahlung
in ein elektrisches Signal (beispielsweise einen Foto
elektronenvervielfacher), der an das Registriergerät 18 angeschlossen
ist. Als Registriergerät 18 kann ein System eingesetzt
werden, das aus zwei Analog-Digital-Wandlern, einem
Mikrocomputer und einem Drucker besteht. Die Meßeinheit 1
der Vorrichtung ist in einem Thermostaten 30 untergebracht,
der beidseits des Zylinders 3 gegenüber dessen Stirnflächen 21
und 22 im Bereich des zu untersuchenden Systems 4
Fenster 31 und 32 aufweist. Die Strahlung wird über einen Lichtleiter 33
von der Strahlungsquelle 24 auf den Polarisator 25
und über einen Lichtleiter 34 vom Analysator 28 auf den Wandler 29
übertragen.
Bei einer Überlagerung von kontinuierlichen Schubverformungen
mit harmonischen Schwingungen, die durch den Ausdruck
beschrieben ist, arbeitet die Vorrichtung
folgenderweise.
Das Ausgangssignal des für eine kontinuierliche Schubverformung
sorgenden Generators 12
gelangt auf den Eingang des Differenzengebers 10 des
Antriebs 7, von dessen Ausgang das Signal an den Eingang
des ersten Summierers 14 kommt. Gleichzeitig trifft am
zweiten Eingang des Summierers 14 ein Dämpfungssignal vom Ausgang
des Tachogenerators 9 ein. Das Ausgangssignal des ersten
Summierers 14 liegt an einem Eingang des zweiten Summierers
15 an, während an dessen anderem Eingang ein Ausgangssignal
des Generators 13 eintrifft,
das die Betriebsart mit den harmonischen Schwingungen
festlegt. Der Summierer 15 addiert die beiden Signale, nämlich
das Signal für die kontinuierliche Schubverformung mit einer
konstanten Geschwindigkeit zu dem Signal für die harmonischen
Schwingungen. Das Ausgangssignal des zweiten Summierers 15
gelangt auf den Eingang des Leistungsverstärkers 16, von dessen
Ausgang ein verstärktes Signal an den Eingang des Stellwerkes
8 des Antriebs 7 gegeben wird. Hierbei führen
die Welle 6 sowie der zweite Zylinder 3 der Meßeinheit 1 und
der Meßwandler 17 zur Messung der Winkelverschiebung des
zweiten Zylinders, die fest auf der
Welle 6 sitzen, Rotationsschwingungen aus. Das zur
vorgegebenen Amplitude der periodischen Verformung proportionale
Ausgangssignal des Meßwandlers 17 wird an einen Eingang des
Registriergeräts 18 geliefert. Hierbei wird das in den Spalt
zwischen den Zylindern 2 und 3 eingebrachte zu untersuchende
System 4 durch Überlagerung der kontinuierlichen
Schubverformung mit den harmonischen Schwingungen durch die am äußeren
Zylinder 3 vorhandenen Stirnflächen 21, 22 unter den
Bedingugnen einer begrenzten Schubströmung
verformt. Infolge
der Verformung in der genannten Betriebsart entstehen in dem
zu untersuchenden System 4 Spannungen, die durch die Messung
der Strahlen-Doppelbrechung des Systems 4 ermittelt
werden können.
Gleichzeitig wird von der Spannungsquelle 19 über den
Kontakt 20 auf den Zylinder 3 ein Potential gegeben, und zwischen
den Zylindern 2 und 3 entsteht ein elektrisches Feld, dessen
Stärke von der Größe des Potentials und des Spaltes zwischen
den Zylindern 2 und 3 abhängt, wobei die Feldlinien senkrecht
zur Strömungsrichtung des zu untersuchenden Systems 4
verlaufen, weshalb in diesem zusätzliche Spannungen in radialer
Richtung durch auftretende Orientierungs-Verformungsmomente
entstehen.
Zugleich wird Strahlung von der Strahlungsquelle 24
über den Lichtleiter 33 zum Polarisator 25 und weiter zur
Platte 26 geleitet, die sie in eine zirkular polarisierte
Strahlung verwandelt, die das Fenster 31 des Thermostaten 30,
das zu untersuchende System 4 entlang der Erzeugenden der
Zylinder 2 und 3 sowie das Fenster 32 des Thermostaten 30 durchläuft
und auf die zweite Platte 27 und im weiteren auf den Analysator
28 gelangt. Vom Analysator 28 wird die Strahlung über
den Lichtleiter 34 auf den Wandler 29 zur Umwandlung der
Strahlung in ein elektrisches Signal übertragen, das dem Registriergerät
18 zugeführt wird und proportional zur Strahlungsintensität
ist.
Hierbei ist die Strahlungsintensität am Ausgang des Analysators
28 ihrerseits proportional dem Betrag oder Ausmaß der Strahlen-
Doppelbrechung des zu untersuchenden Systems 4.
Die im Registriergerät 18 von den Wandlern 17 und 29
erhaltenen Signale, die die Verformung, die dem zu untersuchenden
System 4 gegeben wird, bzw. die Größe seiner Strahlen-
Doppelbrechung, die zu den in diesem entstehenden Spannungen
proportional ist, charakterisieren, gestatten es, nach den
oben angeführten Formeln den komplexen dynamischen Schubmodul
und seine Komponenten, die Tangential- und Normalspannungen des
zu untersuchenden Systems 4 zu ermitteln.
Bei einer durch den Ausdruck
gegebenen harmonischen Schwingungen arbeitet die Vorrichtung wie folgt:
Dem einen Eingang des ersten Summierers 14 wird ein Ausgangssignal
des Differenzengebers 10 des Antriebs 7 und
dem anderen Eingang ein Dämpfungssignal vom Ausgang des Tachogenerators
9 zugeführt. Das Ausgangssignal des ersten Summierers
14 gelangt auf den einen Eingang des zweiten Summierers
15, während dessen anderem Eingang ein Ausgangssignal des
zweiten Generators 13 zugeführt
wird, der die Betriebsart mit den harmonischen Schwingungen
einleitet. Das Ausgangssignal des zweiten Summierers 15
gelangt auf den Eingang des Leistungsverstärkers 16, von dessen
Ausgang ein verstärktes Signal am Eingang des Stellwerkes
8 des Antriebs 7 eintrifft. Hierbei führen die
Welle 6 sowie der zweite Zylinder 3 der Meßeinheit 1
und der Meßwandler 17 auf dieser
Welle 6 eine Schwingbewegung aus, während
das in den Spalt zwischen den Zylindern 2 und 3 gebrachte
System 4 durch die harmonischen Schwingungen unter
den Bedingungen einer begrenzten Schubströmung verformt wird.
Die Einwirkung des elektrischen Feldes und die Messung
der Größen der erfolgten Verformung und der Strahlen-
Doppelbrechung verlaufen in Analogie
zu den Prozessen, die bei der Überlagerung der kontinuierlichen
Schubverformung mit den harmonischen Schwingungen ablaufen.
Bei den harmonischen Schwingungen gestattet es die
Vorrichtung, nach den oben angeführten Formeln
den dynamischen Schubmodul, seine Komponenten, die Normal-
und Tangentialspannungen zu errechnen.
Bei einer kontinuierlichen Schubverformung mit konstanter
Geschwindigkeit, die durch den Ausdruck
gegeben wird, arbeitet die Vorrichtung folgenderweise:
Das eine Drehung einleitende Ausgangssignal des Generators
12 gelangt auf den Eingang des Differenzengebers 10 des
Antriebs 7, von dessen Ausgang ein Signal an einem Eingang
des ersten Summierers 14 eintrifft, an dessen zweitem
Eingang ein Dämpfungssignal vom Ausgang des Tachogenerators 9
ankommt. Das Ausgangssignal des ersten Summierers 14 gelangt
auf einen Eingang des zweiten Summierers 15, von dessen Ausgang
es auf den Leistungsverstärker 16 geliefert wird. Vom
Ausgang des Leistungsverstärkers 16 kommt ein verstärktes
Signal am Eingang des Stellwerkes 8 des Antriebs 7 an.
Hierbei führen die Welle 6 sowie der zweite Zylinder
3 und der Mehrwandler 17
eine Drehbewegung aus. Das
in den Spalt zwischen den Zylindern 2 und 3 gebrachte
System 4 wird durch eine kontinuierliche Schubverformung
mit einer konstanten Geschwindigkeit
verformt.
Die Einwirkung des elektrischen Feldes und die Messung
der Größen der erfolgten Verformung und der Strahlen-
Doppelbrechung verlaufen wieder analog den
vorstehenden Betriebsarten.
In der Betriebsart mit kontinuierlicher
Schubverformung gestattet es die Vorrichtung, Tangential- und
Normalspannungen zu bestimmen.
Zum besseren Verständnis der Vorrichtung zur Bestimmung
der rheologischen Kennwerte
werden einige Beispiele ausgeführt:
Es wurden die rheologischen Kennwerte von Polybutadien, einem Polymer
mit flexibler Kette, mit einer schmalen Molekularmassenverteilung
bei Überlagerung einer kontinuierlichen
Schubströmung mit harmonischen Schwingungen nach einem durch
den Ausdruck
gegebenen Gesetz bei
gleichzeitiger Einwirkung eines elektrischen Feldes ermittelt.
Die Molekularmasse von Polybutadien beträgt 180 000.
Die Durchschlagsfeldstärke liegt nicht unterhalb von 10⁸ V/m.
Die Kreisfrequenz der periodischen Verformung ω=0,06 s-1.
Die Amplitude der harmonischen Schwingungen macht 1° aus. Die
Verformungsgeschwindigkeit der stationären Strömung
Die Stärke des elektrischen Feldes E=6.10⁶ V/m.
Die Temperatur ist 25°C.
Es wurden die Amplitude der erfolgten Verformung γ a
und die Strahlen-Doppelbrechung gemessen, die durch
einen Phasenverschiebungswinkel ϕ zwischen der Verformung
und der nullten Isochrome und einen Phasenverschiebungswinkel
ϕ zwischen der nullten Isochrome und der Isochrome erster
Ordnung gekennzeichnet wird. Auf Grund dieser Messungen
sind nach den oben angeführten Formeln die rheologischen
Kennwerte des Polybutadiens:
- 1. Maximale Tangentialspannung τ max =1,585×10⁵ Pa
- 2. Komplexer dynamischer Schubmodul /G*/=2,12×10⁵ Pa
- 3. Elastizitätsmodul G′=1,43×10⁵ Pa
- 4. Verlustmodul G′′=1,55×10⁵ Pa
- 5. Gleichkomponente der ersten Normalspannungsdifferenz δ c =2,79×10⁵ Pa.
Es wurden die rheologischen Kennwerte von Polyisopren
mit einer Molekularmasse von 150 000 bei harmonischen Schwingungen
nach einem durch den Ausdruck
gegebenen Gesetz bei gleichzeitiger Einwirkung eines elektrischen
Feldes mit einer Stärke von E=4×10⁶ V/m bei 25°C ermittelt.
Die Durchschlagsfeldstärke des Polyisoprens ist nicht
unterhalb von 10⁹ V/m.
Die Kreisschwingungsfrequenz ω = 1 s-1.
Die Schwingungsamplitude macht 20′ aus.
Es wurden die im Beispiel 1 genannten Größen gemessen
und nach den oben angeführten Formeln die rheologischen Kennwerte
von Polyisopren ermittelt:
- 1. Maximale Tangentialspannung τ max =8,4×10⁴ Pa
- 2. Komplexer dynamischer Schubmodul /G*/=2,14×10⁵ Pa
- 3. Elastizitätsmodul G′=1,99×10⁵ Pa
- 4. Verlustmodul G′′=7,95×10⁴ Pa
- 5. Gleichkomponente der ersten Normalspannungsdifferenz w c =2,97×10⁵ Pa.
Es wurden die rheologischen Kennwerte von Polybutadien
mit einer Molekularmasse von 83 000 mit schmaler
Verteilung bei einer kontinuierlichen Schubverformung mit
einer konstanten Geschwindigkeit
bei gleichzeitiger
Einwirkung eines elektrischen Feldes mit einer Stärke
von E=9×10⁵ V/m ermittelt. Die Durchschlagsfeldstärke
von Polybutadien ist nicht unterhalb von 10⁸ V/m.
Es wurden die Strahlen-Doppelbrechung von
Butadien gemessen und danach ermittelt:
- 1. Maximale Tangentialspannung τ max =3,98×10⁴ Pa
- 2. Die erste Normalspannungsdifferenz δ c =7,3×10⁴ Pa.
Es wurden die rheologischen Kennwerte eines dispersen
Systems von Polybutadien mit einer Füllung aus Glaskugeln
(1 Gewichtsprozent, 4×10-5 m Kugeldurchmesser) bei einer
kontinuierlichen Schubverformung mit einer konstanten Geschwindigkeit
bei gleichzeitiger Einwirkung
eines elektrischen Feldes mit einer Stärke von
4×10⁵ V/m bei einer Temperatur von 25°C ermittelt.
Die Durchschlagsfeldstärke des Systems ist nicht unterhalb
von 10⁸ V/m.
Die Molekularmasse von Polybutadien beträgt 180 000.
Es wurde die Strahlen-Doppelbrechung des
Systems gemessen und davon ausgehend bestimmt:
- 1. Die erste Normalspannungsdifferenz δ c =5,21×10⁴ Pa
- 2. Maximale Tangentialspannung τ max =2,818×10⁴ Pa.
Es wurden die rheologischen Kennwerte eines dispersen
Systems Polyisopren-Aerosyl (1 Gewichtsprozent) bei harmonischen
Schwingungen
bei gleichzeitiger
Einwirkung eines elektrischen Feldes mit einer Stärke von
E=3×10⁵ V/m bei 25°C ermittelt.
Die Molekularmasse von Polyisopren beträgt 150 000.
Die Kreisschwingungsfrequenz ω=0,25 s-1.
Die Schwingungsamplitude beträgt 20′.
Es wurden die im Beispiel 1 angegebenen Größen gemessen,
mit deren Hilfe
- 1. Maximale Tangentialspannung τ max =1,064×10⁵ Pa
- 2. Komplexer dynamischer Schubmodul /G*/=4,36×10⁵ Pa
- 3. Elastizitätsmodul G′=4,21×10⁵ Pa
- 4. Verlustmodul G′′=1,14×10⁵ Pa
- 5. Konstante der ersten Normalspannungsdifferenz δ c =6,25×10⁵ Pa
errechnet wurden.
Es wurden die rheologischen Kennwerte eines dispersen
Systems Polybutadien-Aerosyl (1 Gewichtsprozent) bei einer
Überlagerung einer kontinuierlichen Schubverformung mit
einer konstanten Geschwindigkeit
mit harmonischen
Schwingungen bei gleichzeitiger Einwirkung eines
elektrischen Feldes mit einer Stärke von E=6×10⁵ V/m bei
einer Temperatur von 25°C ermittelt.
Die Durchschlagsfeldstärke ist nicht unterhalb von
10⁸ V/m.
Die Kreisschwingungsfrequenz ω=0,05 s-1.
Die Schwingungsamplitude beträgt 1°.
Die Geschwindigkeit der stationären Strömung
Es wurden die im Beispiel 1 angegebenen Parameter gemessen
und folgende Größen ermittelt:
- 1. Maximale Tangentialspannung τ max =3,12×10⁵ Pa
- 2. Komplexer dynamischer Schubmodul /G*/=4,47×10⁵ Pa
- 3. Elastizitätsmodul G′=3,1×10⁵ Pa
- 4. Verlustmodul G′′=3,18×10⁵ Pa
- 5. Konstante des ersten Normalspannungsdifferenz w c =5,42×10⁵ Pa.
Claims (1)
- Vorrichtung zur Bestimmung rheologischer Kennwerte von Polymeren und dispersen Systemen mit einer Meßeinheit (1) aus zwei koaxialen Zylindern (2, 3), die einen Spalt für das zu untersuchende System (4) bilden, wobei der innere Zylinder (2) an einem Gehäuse (5) befestigt ist und der äußere Zylinder (3) über eine Welle (6) mit einem Antrieb (7) verbunden ist, der ein von einer elektrischen Steuerung (11) kommendes Signal in eine Winkelbewegung des äußeren Zylinders (3) umwandelt, sowie mit einem Meßwandler (17), der an der Welle (6) angeordnet ist und die resultierende Winkelverschiebung des äußeren Zylinders (3) mißt; gekennzeichnet durch eine Spannungsquelle (19) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, dessen Kraftlinien senkrecht zur Strömungsrichtung des zu untersuchenden Systems (4) verlaufen und dessen Stärke die Durchschlagsfeldstärke des zu untersuchenden Systems nicht überschreitet, wobei die Spannungsquelle (19) an die Seitenfläche des mit strahlungsdurchlässigen Stirnflächen (21, 22) versehenen äußeren Zylinders (3) angeschlossen ist, und wobei beide Zylinder (2, 3) aus elektrisch leitendem Material bestehen; durch eine Meßanordnung (23) zur Messung der Doppelbrechung in dem zu untersuchenden System längs des Spaltes zwischen den Zylindern (2, 3) mit einer Strahlungsquelle (24) und, im Strahlengang hintereinander angeordnet, einem Polarisator (25), zwei zu beiden Seiten der Stirnflächen (21, 22) des äußeren Zylinders (3) im Bereich des zu untersuchenden Systems (4) angeordnete Platten (26, 27) mit einer einem ungeraden Vielfachen der Viertelwellenlänge der Strahlung entsprechenden Dicke, einem Analysator (28) und einem an ein Registriergerät (18) angeschlossenen Wandler (29) zur Umwandlung der Strahlungsintensität in ein elektrisches Signal.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843708254A SU1254864A1 (ru) | 1984-01-05 | 1984-01-05 | Способ исследовани реологических характеристик дисперсных и полимерных систем |
| SU3708255 | 1984-01-05 | ||
| PCT/SU1984/000070 WO1985003128A1 (en) | 1984-01-05 | 1984-12-03 | Method and device for determinating rheological characteristics pertaining to polymer and dispersed systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3490625C2 true DE3490625C2 (de) | 1988-02-04 |
Family
ID=26665995
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843490625 Expired DE3490625C2 (de) | 1984-01-05 | 1984-12-03 | Vorrichtung zur Bestimmung rheologischer Kennwertevon polymeren und dispersen Systemen |
| DE19843490625 Pending DE3490625T1 (de) | 1984-01-05 | 1984-12-03 | Verfahren zur Bestimmung rheologischer Kennwerte von polymeren und dispersen Systemen und Vorrichtung zu dessen Durchführung |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843490625 Pending DE3490625T1 (de) | 1984-01-05 | 1984-12-03 | Verfahren zur Bestimmung rheologischer Kennwerte von polymeren und dispersen Systemen und Vorrichtung zu dessen Durchführung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61501051A (de) |
| CA (1) | CA1227060A (de) |
| DE (2) | DE3490625C2 (de) |
| FR (1) | FR2557976B1 (de) |
| WO (1) | WO1985003128A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT513968A4 (de) * | 2013-05-27 | 2014-09-15 | Für Messtechnik Dr H Stabinger Gmbh Lab | Vorrichtung zur Bestimmung der Viskosität eines Fluides |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9518176D0 (en) * | 1995-09-06 | 1995-11-08 | Watson William F | Rubber testing |
| DE102008010967B4 (de) | 2008-02-25 | 2010-10-28 | Universität des Saarlandes | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Dehnungsströmung sowie deren Verwendung zur Untersuchung strömender Flüssigkeiten |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3501948A (en) * | 1967-06-07 | 1970-03-24 | Du Pont | Process for determining stress in an elastomeric material |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB747267A (en) * | 1953-07-24 | 1956-03-28 | Mini Of Supply | Improvements relating to apparatus capable of use for the study of rheological phenomena |
-
1984
- 1984-12-03 JP JP85500482A patent/JPS61501051A/ja active Pending
- 1984-12-03 DE DE19843490625 patent/DE3490625C2/de not_active Expired
- 1984-12-03 WO PCT/SU1984/000070 patent/WO1985003128A1/ru active Application Filing
- 1984-12-03 DE DE19843490625 patent/DE3490625T1/de active Pending
-
1985
- 1985-01-04 FR FR8500104A patent/FR2557976B1/fr not_active Expired
- 1985-01-04 CA CA000471528A patent/CA1227060A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3501948A (en) * | 1967-06-07 | 1970-03-24 | Du Pont | Process for determining stress in an elastomeric material |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| DE-Firmenprospekt: Agfa-Rotationsviskosimeter, 1959 * |
| GB-Z: J.Phys.E: Sci. Instruments, Vol. 14, 1981, S. 813-814 * |
| US-Z: Industrial Laboratories, Nr. 36, 1970, S. 1950-1954 * |
| US-Z: Rev. Sci. Instruments, Vol. 54, No. 6, Juni 1983, S. 754-758 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT513968A4 (de) * | 2013-05-27 | 2014-09-15 | Für Messtechnik Dr H Stabinger Gmbh Lab | Vorrichtung zur Bestimmung der Viskosität eines Fluides |
| AT513968B1 (de) * | 2013-05-27 | 2014-09-15 | Für Messtechnik Dr Hans Stabinger Gmbh Lab | Vorrichtung zur Bestimmung der Viskosität eines Fluides |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3490625T1 (de) | 1985-11-28 |
| JPS61501051A (ja) | 1986-05-22 |
| CA1227060A (en) | 1987-09-22 |
| WO1985003128A1 (en) | 1985-07-18 |
| FR2557976A1 (fr) | 1985-07-12 |
| FR2557976B1 (fr) | 1989-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2629833C2 (de) | ||
| DE2844143C2 (de) | Flüssigkeitspegel-Meßgerät | |
| DE3821083C2 (de) | ||
| DE10047793B4 (de) | Rotationsrheometer | |
| DE2709569A1 (de) | Zentrifuge mit einer einrichtung zum aufspueren und anzeigen von torsionsschwingungen | |
| DE3423873A1 (de) | Rheometer | |
| DE2618953A1 (de) | Polarimeter | |
| DE10230528B4 (de) | Verbesserungen in bzw. bezüglich eines Systems der Beseitigung der Abweichung für ein Schwinggyroskop | |
| DE2021965A1 (de) | Magneto-optische Sonde mit grosser Messgenauigkeit | |
| DE102018111380A1 (de) | Verfahren zur Kalibrierung mindestens eines Sensors | |
| DE2118606C3 (de) | Universalpolarimeter | |
| DE2704320C3 (de) | Einrichtung zur Bestimmung des Torsionswinkels eines Rotationsviskosimeters | |
| DE2851771C2 (de) | Verfahren zur direkten Bestimmung der Magnetostriktionskonstanten und Vorrichtung zur Durchführung desselben | |
| DE3490625C2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung rheologischer Kennwertevon polymeren und dispersen Systemen | |
| DE4040084C2 (de) | Berührungsloses Abstandsmeßgerät | |
| DE3812334A1 (de) | Interferometrische einrichtung | |
| DE1648652A1 (de) | Ultraschall-Pruefgeraet | |
| EP0622612A1 (de) | Kapazitive Messeinrichtung | |
| EP0406677A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum hochgenauen Ermitteln von Beschleunigungen | |
| DE2844791A1 (de) | Stellungsgeberanordnung | |
| DE102011087494B4 (de) | Kapazitiver Sensor zur Lage- oder Bewegungserkennung | |
| DE2510065C3 (de) | Vorrichtung zur Profil- und Dickentestung von Schallplatten | |
| DE3539552A1 (de) | Winkelgeschwindigkeitssensor, insbesondere fuer die flugzeugnavigation | |
| DE102004047417B4 (de) | Makromolekül- und Aerosoldiagnostik in gasförmiger und flüssiger Umgebung | |
| DE112020002417T5 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen der Integrität und Leistungsfähigkeit eines mechanischen Systems |