旋转流变测试检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-29  

旋转流变测试通过测量材料在旋转运动中的粘弹性、屈服特性及温度/频率依赖性等关键参数,评估其流变行为。检测涵盖储能模量、损耗因子、蠕变恢复等核心指标,为高分子材料、胶粘剂、生物医药等领域的研发与质量控制提供数据支撑。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

储能模量(G’):反映材料在交变应力下储存弹性变形能的能力,用于评估材料的弹性特性。检测参数包括频率范围0.01~100 rad/s,应变振幅0.1%~100%,温度范围-150℃~600℃。

损耗模量(G''):表征材料在交变应力下因粘性流动消耗能量的能力,反映材料的粘性特性。检测参数包括频率范围0.01~100 rad/s,应变振幅0.1%~100%,温度范围-150℃~600℃。

复数粘度(η):综合反映材料粘性与弹性对流动的影响,定义为储能模量与损耗模量的比值的平方根乘以角频率(η=G*/ω)。检测参数包括剪切速率0.001~1000 s⁻¹,温度范围-150℃~600℃,扭矩测量精度±0.1% FS。

应变敏感性(线性粘弹区LVR):确定材料在小应变下的线性响应范围,超出此范围将发生结构破坏。检测参数包括应变扫描范围0.01%~1000%,频率固定1 rad/s,温度恒定。

剪切变稀/增稠行为:研究材料粘度随剪切速率变化的特性,区分假塑性(剪切变稀)、胀塑性(剪切增稠)等流变类型。检测参数包括剪切速率范围0.01~1000 s⁻¹,温度恒定±1℃。

温度扫描(动态热机械分析):在程序控温下测量材料模量随温度的变化,分析玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tc)等热转变过程。检测参数包括升温速率0.1~20℃/min,温度范围-150℃~600℃,频率1~100 rad/s。

频率扫描:在恒定温度和应变下,测量模量随频率的变化,评估材料的粘弹性时间依赖性及长期使用性能。检测参数包括频率范围0.001~100 Hz,应变振幅0.1%~10%,温度恒定±1℃。

蠕变恢复测试:施加恒定应力后保持一段时间,随后移除应力并记录应变随时间的恢复过程,用于分析材料的粘弹性松弛特性。检测参数包括应力水平0.1%~100%最大应力,蠕变时间10~3600 s,恢复时间10~3600 s。

法向应力差(第一法向应力差N1):反映材料在剪切流动中因分子取向产生的弹性回复力,表现为挤出胀大等现象的关键参数。检测参数包括剪切速率0.1~100 s⁻¹,温度范围20~200℃,扭矩测量精度±0.5% FS。

屈服应力:材料开始发生不可逆流动所需的最小应力,用于评估膏体、凝胶等触变性材料的稳定性。检测参数包括应力斜坡范围0.01~100 Pa,应变率0.001~0.1 s⁻¹,温度恒定±1℃。

检测范围

高分子聚合物熔体:如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)等,用于评估加工过程中的流动性、剪切稳定性及热性能。

热固性树脂:如环氧树脂、不饱和聚酯,检测其在固化过程中的粘度变化、凝胶时间及固化动力学参数。

胶粘剂:包括结构胶、密封胶等,分析其施工性能(如开放时间)、固化前后的粘弹性变化及长期稳定性。

涂料与油墨:研究成膜过程中的流平性、抗流挂性,以及储存过程中的沉降稳定性和粘度变化。

生物医药材料:如水凝胶、蛋白质溶液、生物陶瓷浆料,评估其可注射性、细胞相容性相关的流变特性。

化妆品:如乳液、膏霜、洗发水,分析其涂抹性、稳定性(如分层倾向)及加工工艺适应性。

食品工业:如巧克力、冰淇淋、番茄酱,检测其质构特性(如硬度、粘附性)及加工中的流动行为(如泵送、挤出)。

电子封装材料:底部填充胶、导电胶膜,评估其润湿性、固化收缩引起的应力分布及可靠性。

复合材料浆料:纤维增强聚合物基复合材料的前驱体,分析纤维分散性、浆料稳定性及成型工艺窗口。

石油基产品:原油、沥青、润滑脂,研究其高温流动特性(如管道输送粘度)、低温脆性及添加剂影响。

检测标准

ASTM D4440-15:JianCe Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties Using a Torque Rheometer,规定了使用扭矩流变仪测试塑料动态力学性能的方法。

ISO 6721-1:2019:Plastics — Determination of the dynamic mechanical properties — Part 1: General principles,定义了塑料动态力学性能测试的一般原则和方法。

GB/T 22316-2008:塑料 表观粘度的测定 锥板振动法,适用于热塑性塑料熔体在锥板振动条件下的表观粘度测量。

ASTM D3835-16:JianCe Test Method for Determination of Properties of Polymeric Materials by Dynamic Mechanical Analysis,规定了动态力学分析(DMA)测试聚合物材料性能的方法。

ISO 3219:1993:Liquid optical resins — Determination of rheological properties,针对液体光学树脂的流变性能测试方法。

GB/T 1632.1-2008:塑料 使用毛细管粘度计测定聚合物稀溶液的粘度 第1部分:通则,用于聚合物稀溶液粘度的毛细管法测定。

ASTM D5279-17:JianCe Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties Using a Linear Oscillatory Rheometer,规定了使用线性振荡流变仪测试塑料动态力学性能的方法。

ISO 16759:2018:Paints and varnishes — Determination of rheological properties using a rotational viscometer,用于涂料和清漆的旋转粘度计流变性能测试。

GB/T 31113-2014:胶粘剂 流变性能的测定,规定了胶粘剂流变性能的测试方法,包括旋转粘度和蠕变恢复。

ASTM D789-19:JianCe Test Method for Determination of the Viscosity of Thermoplastic Materials Using a Rotational Viscometer,适用于热塑性材料旋转粘度计的粘度测定。

检测仪器

平行板旋转流变仪:由上平板和下平板组成,通过控制平板间的相对旋转运动施加剪切应力,配备高精度扭矩传感器和温度控制单元(如Peltier元件或油浴系统)。功能包括进行动态频率扫描、应变扫描、温度扫描等测试,适用于高粘度材料(如熔体、凝胶)的小间隙剪切测试,减少壁面滑移影响。

同轴圆筒旋转流变仪:由内圆柱和外圆筒组成,样品填充于两圆筒间隙中,通过驱动内筒或外筒旋转施加剪切。配备可调节的间隙控制系统和温度控制装置(如恒温循环水套)。功能适用于低粘度液体(如聚合物溶液、油墨)的剪切粘度测量,以及宽剪切速率范围的流动行为分析,减少端部效应。

锥板旋转流变仪:采用圆锥形转子和平板组成的测试夹具,转子锥角通常为1°~4°,样品填充于锥板间隙中,通过转子旋转施加剪切。配备激光位移传感器监测间隙高度,确保测试过程中间隙恒定。功能适用于高精度动态测试(如储能模量、损耗因子测量),尤其适合易滑移材料(如涂料、化妆品),锥角设计可降低剪切应力集中。

动态热机械分析仪(DMA,含旋转模块):集成温度控制(如高低温炉)和动态力学激励(如扭转或拉伸模式)的测试系统,部分型号配备旋转夹具。功能包括在程序控温下进行动态力学性能测试(如储能模量-温度曲线),分析材料的玻璃化转变温度、次级松弛过程等热相关流变特性。

应力控制型旋转流变仪:通过伺服电机精确控制施加的剪切应力(而非剪切速率),适用于非牛顿流体(如触变性膏体、凝胶)的蠕变恢复、屈服应力等测试。配备高灵敏度的应力传感器和应变限制装置,功能包括应力松弛测试、屈服应力测定及复杂流变行为的原位分析。

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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