流变曲线检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-04  

流变曲线检测基于流变学原理,通过测量材料在不同剪切速率、应力或温度下的粘度、弹性模量等参数,反映其流动与变形特性,是材料研发、生产质量控制及性能评估的关键手段。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

稳态剪切粘度:测量材料在恒定剪切速率下的粘度,反映其流动阻力,具体参数包括剪切速率范围0.01~1000s⁻¹、粘度范围1~10⁶mPa·s、温度控制精度±0.1℃。

动态弹性模量(G'、G''):通过振荡剪切试验测量储能模量(G',反映材料弹性)和损耗模量(G'',反映材料粘性),具体参数包括频率范围0.01~100Hz、应变范围0.01%~10%、模量范围1~10⁹Pa。

屈服应力:确定材料开始流动所需的最小剪切应力,反映其抗流动能力,具体参数包括测量方式(应力控制型流变仪)、应力分辨率0.1Pa、误差范围±5%。

剪切变稀指数(n值):通过幂律模型拟合剪切应力-剪切速率曲线得到的参数,n<1为假塑性材料(如涂料),n>1为胀塑性材料(如淀粉糊),具体参数包括拟合精度R²≥0.95、剪切速率范围1~100s⁻¹、n值范围0.1~2.0。

触变性:测量材料在恒定剪切速率下粘度随时间的变化,反映其结构恢复能力(如化妆品涂抹后粘度降低,静置后恢复),具体参数包括时间扫描范围0~300s、粘度变化率测量精度±3%、重复性±2%。

拉伸粘度:测量材料在拉伸应力下的粘度,反映其拉伸流动特性(如塑料薄膜吹塑过程),具体参数包括拉伸速率0.1~10s⁻¹、粘度范围10~10⁵mPa·s、试样尺寸直径2~10mm。

熔体流动速率(MFR):通过挤出式流变仪测量单位时间内的熔体挤出质量,反映聚合物的分子量及加工流动性,具体参数包括负载2.16kg/5kg/10kg、温度190℃/230℃/260℃、测量时间10min、结果精度±0.01g/10min。

复数粘度(η*):动态流变试验中粘性与弹性的综合反映,η*=√(G''²+G'²)/ω(ω为角频率),具体参数包括频率范围0.1~100Hz、应变0.1%~1%、粘度范围10~10⁷mPa·s。

松弛时间:测量材料在去除应力后恢复变形的时间,反映其粘弹性松弛特性,具体参数包括应力去除方式(骤降)、变形测量精度±0.01%、时间范围0.1~1000s。

剪切应力-剪切速率曲线:绘制不同剪切速率下的剪切应力变化,反映材料的流动行为(如牛顿流体、非牛顿流体),具体参数包括剪切速率步长10倍递增、数据点数≥10点、曲线拟合度R²≥0.98。

硫化特性(扭矩-时间曲线):通过无转子硫化仪测量橡胶材料在硫化过程中的扭矩变化,得到焦烧时间(t10)、正硫化时间(t90)、最大扭矩(MH)等参数,具体参数包括温度控制精度±0.5℃、扭矩分辨率0.01N·m、时间范围0~60min。

检测范围

聚合物材料:包括塑料(PE、PP、PVC)、橡胶(天然橡胶、丁苯橡胶)、树脂(环氧树脂、聚氨酯)等,用于评估其加工流动性(如注塑、挤出)及成品性能(如强度、韧性)。

食品胶体:如果酱、酸奶、凝胶、冰淇淋等,反映其口感(如稠度)、稳定性(如分层)及生产过程中的泵送、灌装特性。

化妆品:如乳液、面霜、牙膏、洗发水等,测量其涂抹性(如易推开)、触变性(如静置时粘稠,涂抹后变稀)及保质期内的性能变化(如析水、结块)。

涂料与胶粘剂:包括乳胶漆、环氧胶粘剂、热熔胶、密封胶等,评估其施工流动性(如刷涂时不流挂、喷涂时雾化好)及固化前的流变特性(如开放时间)。

生物医药材料:如注射用凝胶(如玻尿酸)、组织工程支架材料(如聚乳酸)、药用软膏等,确保其注射流动性(如通过针头时阻力小)及体内降解过程中的力学性能(如保持形状)。

陶瓷浆料:用于陶瓷制品(如瓷砖、电子陶瓷、航天陶瓷)的成型过程,测量其悬浮稳定性(如颗粒不沉降)及流延特性(如薄膜厚度均匀)。

金属熔体:如铝合金、铜合金、钢铁熔体等,研究其铸造过程中的流动行为(如充型能力)及凝固特性(如晶粒大小),优化铸造工艺。

沥青与道路材料:评估沥青的高温流动性(抗车辙)、低温变形能力(抗开裂)及感温性(如温度变化时粘度变化),确保道路的耐久性。

油墨:包括印刷油墨(如胶印油墨、凹印油墨)、喷墨墨水等,测量其印刷适性(如转移性、干燥速度)及存储稳定性(如沉淀、结皮)。

纳米复合材料:如碳纳米管增强聚合物、纳米颗粒(如SiO₂、TiO₂)分散体系等,研究纳米填料对材料流变性能的影响(如粘度降低、弹性提高),优化纳米材料的分散工艺。

建筑材料:如水泥浆、砂浆、混凝土外加剂等,测量其流动性(如坍落度)、保水性(如不泌水)及凝结时间,确保施工质量(如浇筑时易振捣)。

检测标准

ISO 6721-1:塑料 - 动态力学性能的测定 - 第1部分:总则(适用于动态流变性能检测)。

ASTM D4440:JianCe Test Method for Plastics: Apparent Viscosity of Polymer Melts and Solutions by Rotational Viscometer(旋转流变仪测定聚合物熔体和溶液的表观粘度)。

GB/T 22314-2008:塑料 热塑性塑料熔体粘度的测定 毛细管流变仪法(毛细管流变仪检测热塑性塑料熔体粘度)。

ISO JianCe03-1:橡胶 - 用无转子流变仪测定加工性能 - 第1部分:硫化特性(无转子硫化仪测定橡胶硫化特性)。

ASTM D3835-08:JianCe Test Method for Rheological Properties of Non-Newtonian Materials by Rotational (Brookfield) Viscometer(旋转粘度计测定非牛顿材料的流变性能)。

GB/T 14074-2006:木材胶粘剂及其树脂检验方法 粘度测定(木材胶粘剂的粘度检测)。

ISO 3219:塑料 - 用毛细管粘度计测定稀溶液的粘度和粘度值(毛细管粘度计测定塑料稀溶液的粘度)。

ASTM D5404-93(2018):JianCe Test Method for Dynamic Mechanical Properties of High-Viscosity Materials Using Parallel-Plate Rheometers(平行板流变仪测定高粘度材料的动态力学性能)。

GB/T 16584-1996:橡胶 用无转子硫化仪测定硫化特性(无转子硫化仪测定橡胶硫化特性)。

ISO 6721-4:塑料 - 动态力学性能的测定 - 第4部分:剪切振动中的粘度和弹性模量(动态流变仪测定塑料的粘度和弹性模量)。

GB/T 30669-2014:化妆品 流变性能的测定 旋转粘度计法(旋转粘度计测定化妆品的流变性能)。

ASTM D5099-17:JianCe Test Method for Rheological Properties of Bitumen Using a Dynamic Shear Rheometer(动态剪切流变仪测定沥青的流变性能)。

检测仪器

旋转流变仪:采用旋转剪切方式,可进行稳态剪切、动态振荡、时间扫描等试验,用于测量粘度、弹性模量、屈服应力、剪切变稀指数等参数,适用于聚合物、涂料、食品等多种材料,具有精度高、功能全的特点。

毛细管流变仪:通过材料流经毛细管的压力降计算粘度,模拟挤出、注塑等加工过程,测量熔体流动速率、剪切应力-剪切速率曲线、拉伸粘度等参数,适用于热塑性塑料、橡胶熔体等材料。

无转子硫化仪:用于橡胶材料的硫化特性测定,通过测量扭矩随时间的变化,得到焦烧时间(t10)、正硫化时间(t90)、最大扭矩(MH)等参数,反映橡胶的硫化速度和硫化程度,是橡胶生产中的关键检测设备。

锥板粘度计:采用锥板结构,样品量少(通常几毫升),适用于高粘度材料(如化妆品、涂料、油墨),测量稳态剪切粘度、触变性、屈服应力等参数,具有操作简便、精度高的特点。

动态力学分析仪(DMA):通过施加正弦振动,测量材料的储能模量(G',弹性)、损耗模量(G'',粘性)及损耗因子(tanδ,粘弹性比),可研究材料的粘弹性随温度、频率的变化,适用于聚合物、陶瓷、金属等材料的性能评估。

熔体流动速率仪:用于聚合物熔体流动速率(MFR)的测定,通过测量一定时间内(通常10min)挤出的材料质量,反映聚合物的分子量(MFR越大,分子量越小)及加工流动性(如注塑时的充型能力),是塑料生产中的常规检测设备。

流变-红外联用仪:结合流变仪与红外光谱仪,在测量流变性能(如粘度、模量)的同时,分析材料的化学结构变化(如降解、交联、固化反应),适用于反应性材料(如环氧树脂固化、橡胶硫化)的研究,可揭示流变性能变化的化学机制。

平行板流变仪:采用平行板结构,适用于中等粘度材料(如食品胶体、生物医药材料、纳米复合材料),可进行频率扫描、应变扫描、时间扫描等试验,测量松弛时间、触变性、复数粘度等参数,具有样品易加载、清洗方便的特点。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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