Verzögern Sie Randversagen für beispiellose Rheologiemessungen im nichtlinearen Bereich.
Das Zubehör Kegel mit geteilter Platte (Cone-Partitioned Plate, CPP) für die ARES-G2 und ARES-G3 Rheometer erweitert die Testmöglichkeiten für hochelastische Materialien bei großen Verformungen sowohl in Oszillation als auch in stetiger Scherung. Die CPP-Geometrie ist eine Modifikation der herkömmlichen Kegel-Platte-Testkonfiguration, bei der nur der mittlere Teil der Platte an die Spannungsmessung gekoppelt ist. Dadurch entsteht ein „Schutzring“ der Probe um den aktiven Messbereich, der die Auswirkungen eines Randversagens verzögert, sodass höhere Deformationen an elastischen Materialien gemessen werden können. Für eine gleichmäßige und stabile Temperaturkontrolle sorgt der Konvektionsofen (FCO). Die CPP-Geometrie ist einzigartig für die ARES-Rheometer und vergrößert deren Vorteile für LAOS-Tests und Polymerrheologie.
Eigenschaften und Vorteile
- Zugang zu höheren Deformationen für LAOS-Tests und höhere Scherraten für die Polymerrheologie durch Verzögerung des Randversagens
- Verbesserte Datenreproduzierbarkeit durch Vermeidung der Bedienerabhängigkeit aufgrund des Probentrimmens
- Kompaktes Design, kompatibel mit genauer und reaktionsschneller FCO-Temperaturregelung von -150 °C bis 600 °C
- Das einzigartige Design ermöglicht eine einfache Installation, Ausrichtung und Reinigung zur Erhöhung des Testdurchsatzes
Technologie
Die Geometrie Kegel mit geteilter Platte besteht aus einer 25 mm großen ringförmigen Platte mit einem hohlen Schaft, die am Rahmen der ARES-G2- und ARES-G3-Rheometer befestigt ist. Eine 10-mm-Platte, die an den Drehmoment-/Normalkraftaufnehmern befestigt ist, befindet sich in der Mitte des Hohlraums und ist die aktive Messfläche,. Die untere Geometrie ist ein 25 mm großer Kegel mit 0,1 Rad Kegelwinkel. Da die Messung an der inneren 10-mm-Platte durchgeführt wird, bleiben die Daten beim Einsetzen des Randversagens unverändert — dies ermöglicht einen beispiellosen Zugang zu LAOS-Tests (Large Amplitude Oscillatory Shear) und zur stationären Scherprüfung von Materialien wie Polymerschmelzen. Außerdem ist der Probenrand an der Messoberfläche einem großen Bereich aus demselben Material ausgesetzt; daher wird der Einfluss des Probentrimmens stark reduziert, wodurch die Datenreproduzierbarkeit verbessert und die Bedienerabhängigkeit minimiert wird. Zudem erfordert die Geometrie nur eine minimale Ausrichtung und kann zur Reinigung leicht entfernt werden.
LAOS-Messungen
Die Schubmoduln und die relativen harmonischen Intensitäten sind unten als Funktion der Deformationsamplitude für LDPE dargestellt, gemessen mit einer üblichen Kegel-Platte-Geometrie und einer Kegel mit geteilter Platte (CPP) Geometrie. Bei einer Belastung von bis zu 80% sind die Ergebnisse von CPP- und üblicher Kegel-Plattegeometrie identisch. Oberhalb von 80% Deformation sind die angegebenen Schubmoduln bei der Standardgeometrie niedriger als bei der CPP-Geometrie. Ein Randversagen in der Standardgeometrie beeinträchtigt den Zustand der Probe und führt bei höheren Deformationen fälschlicherweise zu niedrigen gemessenen Modulwerten. Das CPP ist weniger anfällig für dieses Artefakt und es werden zuverlässige Daten mit einer Belastung von bis zu 3000% erfasst. Die harmonischen Intensitätender beiden Geometrien stimmen gut überein, obwohl bei starker Bruchbildung die Schubmoduln über 80% Deformation fehlerhaft sind.
Transiente Viskositäts- und Normalkraftmessungen
Die Kegel mit geteilter Platte-Geometrie liefert auch konsistentere Ergebnisse bei Rotationsmessungen mit hohen Deformationen. Bei der Konfiguration mit geteilter Platte ist die gemessene Normalkraft das Ergebnis der 1. und 2. Normalspannungsdifferenz. Aus Experimenten sowohl mit Standard- als auch mit geteilter Kegelplattengeometrien kann die zweite Normalspannungsdifferenz extrahiert werden.
