Descubra información más detallada midiendo el impacto de una deformación mecánica en la red conductora, todo ello gracias a un sencillo accesorio.
El análisis térmico dieléctrico permite comprender mejor la microestructura de los fluidos complejos. Los reómetros ARES son capaces de realizar mediciones electro-reológicas simultáneas o mediciones dieléctricas independientes. Aprovechando el control del motor del reómetro ARES, la recopilación simultánea de mediciones dieléctricas y reológicas conecta el impacto de la deformación mecánica en la conductividad, la capacitancia y la permitividad. El análisis dieléctrico es una técnica muy eficaz para caracterizar materiales polares como el PVC, el PVDF, el PMMA y el PVA, para investigar la estabilidad de los sistemas de separación de fases y para supervisar la cinética de curado de materiales como los sistemas epoxi y uretano. En el curado de materiales, esta técnica ofrece información sobre la evolución de su estructura y la velocidad de curado, tal y como indican las señales de corriente eléctrica. Además de la estructura mecánica, el análisis dieléctrico revela también la movilidad iónica, complementando la reología para obtener un análisis más completo del material.
Características y beneficios
- Experimentación flexible con mediciones reológicas y dieléctricas simultáneas o mediciones dieléctricas independientes.
- Fácil programación gracias al potente software TRIOS con señales dieléctricas y reológicas totalmente sincronizadas.
- Pruebe una variedad de materiales con placas estándar y desechables para sistemas de curado.
- Precisión y consistencia de los datos de calidad del reómetro ARES para el curado de materiales con control de temperatura y fuerza axial para adaptarse a la contracción.
- Amplio rango de frecuencias dieléctricas: 20 Hz a 30 MHz
- Compatible con FCO en un rango de temperatura de -150 °C a 350 °C.
Tecnología
El accesorio dieléctrico de los reómetros ARES consiste en un conjunto de geometrías superiores e inferiores especialmente aisladas que se pueden instalar directamente en el reómetro: hay disponibles placas paralelas estándar de 25 mm, así como placas desechables de 8 mm o 40 mm. El accesorio es fácil de instalar e incluye todo el cableado y los componentes necesarios para conectarlo a medidores LCR dieléctricos externos. El sistema es compatible con dos populares medidores LCR de Keysight: E4980A (20 Hz a 2 MHz, 0,005 a 20 V) y 4285A (75 kHz a 30 MHz, 0,005 a 10 V). El control de la temperatura se realiza mediante el horno de convección forzada, con un rango de temperatura de entre -150 °C y 350 °C. En combinación con el control superior de la fuerza axial de hasta 20 N, la capacidad de compensación de la temperatura del espacio y la integración completa con el potente software TRIOS, el accesorio dieléctrico puede funcionar tanto en modo dieléctrico autónomo como con mediciones dieléctricas y mecánicas simultáneas.
Rampa de temperatura dieléctrica a múltiples frecuencias
La figura muestra una rampa de temperatura en una muestra de polimetilmetacrilato (PMMA) a cuatro frecuencias dieléctricas diferentes que van desde 1 kHz hasta 1 MHz. A bajas temperaturas, por debajo de la transición, la magnitud de la permitividad de almacenamiento (ε’) disminuye a medida que aumenta la frecuencia dieléctrica. También se observa una respuesta similar en la señal dieléctrica tan(δ), que representa la relación entre la permitividad de pérdida (ε”) y la permitividad de almacenamiento (ε’). A medida que aumenta la temperatura, el pico de la transición en tan(δ) se desplaza hacia temperaturas más altas con mayor frecuencia, lo que revela un cambio en los tiempos de relajación dipolar hacia escalas de tiempo más cortas a medida que aumenta la movilidad de la cadena polimérica y demuestra la valiosa información que se puede obtener de las pruebas dieléctricas.
Separación de fases en cremas cosméticas
La combinación de ensayos reológicos y dieléctricos puede aplicarse para evaluar la estabilidad térmica de materiales tales como productos alimenticios y cosméticos. La figura muestra los datos recopilados sobre dos cremas cosméticas a base de agua que se enfriaron de 25 °C a -30 °C. Los datos reológicos, evaluados mediante el módulo de almacenamiento (G’), muestran que la crema POND’S® experimenta un fuerte aumento del módulo a -18 °C, mientras que la crema NIVEA® presenta un cambio más continuo del módulo en todo el rango de temperaturas. El gran salto en los datos reológicos de la crema POND’S podría interpretarse como un indicio de inestabilidad. Sin embargo, la recopilación simultánea de datos dieléctricos proporciona información adicional sobre el comportamiento de estos materiales.
El gráfico también muestra la señal de permitividad de pérdida (ε”) que cuantifica el cambio en la movilidad iónica, dictada principalmente por la fase acuosa en estas muestras. La crema NIVEA muestra un aumento de dos décadas en ε” al enfriarse, en comparación con un cambio muy pequeño en la crema POND’S. El gran aumento de ε” se debe al aumento de la movilidad iónica en el material a medida que se separa la fase acuosa.
Con esta información adicional, se puede observar que la muestra de NIVEA sufre una separación de fases, mientras que la muestra de POND’S no. Cuando se produce la separación de fases durante el proceso de enfriamiento, el tamaño de la fase acuosa aumenta, cambiando gradualmente la morfología de la muestra, lo que conduce a un aumento gradual de la señal G’. Por el contrario, el gran cambio en G’ de la crema POND’S es el resultado de una transición debida a una morfología más estable y uniforme.