您的油漆会粘在墙上还是会滴落?低脂奶油奶酪和全脂奶油奶酪的质地一样吗?新成分会如何影响配方的质地和应用,尤其是当环境条件发生变化时?流变学提供了宝贵的见解,帮助众多行业的研究人员、开发人员和工程师优化产品性能,提高客户满意度。
流变学是一门研究材料流动和形变的学科。如果流变学看起来难以理解,那您并不是这么认为的人。出于种种原因,许多实验室对全面的流变学研究望而却步。但这项技术对于优化加工条件、预测产品性能、设计输送方法和储存条件以及评估添加剂和填充物的影响至关重要。流变学对于在配方、材料选择、加工和最终使用过程中优化各种产品至关重要。下面我们将揭开流变学的五个常见迷思,了解流变学的真相。
误区一
我不需要流变仪,黏度计就够了
许多实验室都使用黏度计来测量一种应用下的黏度。但是,当黏度在混合、储存或涂抹过程中发生变化时(如在膏霜或乳液中),会发生什么情况呢?
流变仪可以测量各种应用场景或剪切速率下的黏度,测量样品如何随施加的应力而变化。[1] 想想剃须膏:当你摇动罐子、泵出剃须膏并涂抹在皮肤上时,它会变得更黏稠,但在静止状态下,它会变得更像液体。护发素在瓶中也很稠(零剪切力),泵出时流动顺畅(剪切力增加),放在手中时很浓(零剪切力),用梳子梳理头发时又很稀薄,易于涂抹(高剪切力)。
通过改变剪切速率,流变仪可以测量所有这些不同使用阶段的黏度。零剪切流变是一项关键测量,它可以预测产品在储存和低剪切速率下应用中的行为。零剪切流变对于评估产品稳定性至关重要。例如,膏霜成分在运输和储存过程中是否会分离和沉淀?提供一致、稳定的产品可以通过零剪切黏度去表征,而黏度计无法提供这种测量。
此外,流变仪还能测量屈服应力,即开始流动所需的应力大小。[2] 屈服应力有助于衡量样品的稠度和预测材料的稳定性。较高的屈服应力可防止相分离、沉积或聚集。但过高的屈服应力意味着材料无法通过泵流动。例如,涂料颜料在屈服应力过低时可能会分离,从而导致颜色不均;然而,屈服应力过高的涂料则不能用于喷涂应用。

最后,流变仪还能对黏弹性进行量化,黏弹性是对材料内部结构——材料的软硬程度——的一种测量。黏弹性对于预测客户感官、成功的涂层和泵送工艺以及包装设计都非常重要。
由于流变仪测量的不仅仅是黏度,因此在优化配方和加速产品开发方面具有重要优势,适用于电池浆料、医药外用剂、涂料、食品和个人护理产品等应用。
误区二
流变仪操作难度很高
流变学是一个出了名的复杂领域,它结合了数学和物理学来表征材料。对于缺乏经验的用户来说,流变学似乎是一项巨大的挑战。幸运的是,新技术将流变学简化为核心技术,因此您无需进行艰苦的培训、测量或计算,即可获得基本分析结果。
新型Discovery Core流变仪可帮助各种水平的用户进行可靠、高效的流变测量。RheoGuide™软件可指导用户完成测试:只需从应用程序式触摸屏上选择一种方法,仪器就会指导您完成一次成功的实验。测试方法可根据您的需要定制,并可在实验室之间轻松同步,提供一致的操作和值得信赖的数据。
Discovery Core流变仪的设计旨在通过自动间隙控制和整个测试过程的验证来防止常见的操作错误。此外,自动结果分析消除了手动数据处理的需要。从装载样品到分析数据,Discovery Core流变仪让所有用户都能轻松使用。您可以点击此处观看Discovery Core流变仪的演示视频。

误区三
流变仪数据难以理解
流变数据看似令人生畏,但新技术简化了分析过程,因此您可以轻松地将流变数据与质量控制指标联系起来。
Discovery HR混合型流变仪在TRIOS™软件中提供自动分析功能,可在测试后立即报告指定的产品相关关键性能指标。TRIOS可自动生成定制报告,包括实验细节、数据图和表以及分析结果。数据可以多种文件格式导出,包括新的JSON导出功能以及图像和PowerPoint文件,让您可以灵活地保存和展示您的数据。
Discovery Core流变仪的设计使分析更加简便,RheoGuide软件可自动进行分析,以快速进行质量保证和质量控制测试。通过自定义方法,Discovery Core流变仪可根据您的规格要求即时显示合格或不合格。
Discovery HR混合型流变仪和Discovery Core流变仪的自动化功能可轻松快速地报告与材料相关的指标,例如乳液的粘稠度或涂料在储存过程中是否有沉淀风险。
误区四
流变学只与液体和流动行为有关
至此,我们已经大致介绍了流变学可以测量液体的哪些方面,但您知道吗?如果您认为流变学不适用于您的材料,那就大错特错了。
流变学可以测量各种材料的关键特性,包括粉末和固体。粉末流变学可测量固结粉末在环境条件或受控温度下的动态流动性和剪切特性。对新进粉末材料或新配方进行筛分,可以防止在料斗中储存、浇注和重力分配过程中出现大规模生产问题。了解粒度或供应商来源的变化可以帮助工程师加快新产品开发。例如,两种不同粉末辅料在流动性和凝聚力方面的差异表明,其中一种更适合医药产品加工。其他例子还包括粉末涂料和电池负极浆料。

Discovery HR混合型流变仪还能提供精确的动态热机械分析(DMA)数据,用于测试固体材料。通过各种附件可以对材料进行弯曲、线性拉伸、压缩测试。DMA模式是确定材料转变温度的理想选择,可在仪器的整个温度和湿度范围内提供可靠的测量结果。这一功能的实现要归功于TA仪器的 Discovery HR流变仪所采用的磁悬浮轴承技术。将线性DMA测试和旋转流变表征结合在一个平台上可用于以下关键应用:研究水凝胶的凝胶化和压缩强度、表征塑料的加工性和结晶,以及复合材料的固化和强度。

误区五
所有流变仪基本相同
并非所有流变仪都一样。
TA仪器的流变仪之所以成为实验室的选择,是因为其拥有业界的电机。Discovery HR流变仪和Core流变仪均采用高性能拖曳杯电机,可在控应力或控应变模式下进行剪切流变测试。
Discovery Core流变仪在成本和实用性方面都更容易接受,适合寻求快速、可靠流变测量的质量控制实验室。Discovery HR流变仪专为研发实验室的高性能而设计,具有更高的灵活性和拖曳杯电机,可用于更广泛的测量频率、材料类型和实验设计。在考虑流变仪时,更多还是需要明确:我是否需要全面的控制来设计实验和分析数据?还是我更看重简化测试的易用性和可用性?
流变仪反思与资源
显然,研究和质量实验室依赖流变仪是有原因的:流变仪可以在各种应用相关条件下全面表征材料的流动和变形。技术使各种经验水平的用户都能将流变学无缝融入工作流程。
Discovery Core流变仪
集合广泛测量与简化操作的
经济型流变仪
作为目前业内将广泛的黏度和黏弹性测量与简化的易用性相结合的系统,Discovery Core流变仪是从事产品开发、分析支持和质量控制的实验室的理想之选,可广泛应用于电池、制药、油漆和涂料、食品、个人护理产品等诸多领域。
全新的RheoGuide™用户界面可直接通过触摸屏进行完整操作,每一步均附有指示、说明和验证。无论您是流变学新手,还是要升级质量控制测试或扩展能力以满足不断增长的需求,Discovery Core流变仪均可帮助您的实验室深入了解材料的行为并实现您的目标。

Discovery HR混合型流变仪
面向实验室的功能强大的流变仪
Discovery HR系列混合型流变仪是TA仪器的明星产品之一,具有高灵敏度、简单易用、功能多样等特点,可满足严苛的应用需求,且不需要用户接受大量培训即可熟练操作。

更低惯量托杯电机
超低摩擦磁悬浮轴承
真实间隙轴向位置传感器
主动式轴向力平衡传感器
大尺寸、可触控显示屏
集成360度样品照明系统
此外,HR 30和HR 20更是整合了旋转流变仪和动态力学分析仪于一身!
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