Obtenez des informations plus approfondies en mesurant l’impact d’une déformation mécanique sur le réseau conducteur, le tout grâce à un simple accessoire
L’analyse thermique diélectrique permet de mieux comprendre la microstructure des fluides complexes. Les rhéomètres ARES sont capables de mesures électro-rhéologiques simultanées ou de mesures diélectriques autonomes. En tirant parti du contrôle moteur du rhéomètre ARES, la collecte simultanée de mesures diélectriques et rhéologiques relie l’impact de la déformation mécanique sur la conductivité, la capacité et la permittivité. L’analyse diélectrique est une technique puissante pour caractériser les matériaux polaires tels que le PVC, le PVDF, le PMMA et le PVA, pour étudier la stabilité des systèmes de séparation de phases et pour surveiller la cinétique de durcissement des matériaux tels que les systèmes époxy et uréthane. Dans les matériaux de durcissement, cette technique offre des informations sur l’évolution de leur structure et le taux de durcissement tel qu’indiqué par les signaux de courant électrique. En plus de la structure mécanique, l’analyse diélectrique révèle également la mobilité ionique, complétant ainsi la rhéologie pour une analyse plus complète du matériau.
Caractéristiques et avantages
- Expérimentation flexible avec des mesures rhéologiques et diélectriques simultanées ou des mesures diélectriques autonomes
- Programmation facile grâce au puissant logiciel TRIOS avec des signaux diélectriques et rhéologiques entièrement synchronisés
- Testez une variété de matériaux avec des plaques standard et jetables pour les systèmes de durcissement
- Précision et cohérence des données de qualité du rhéomètre ARES pour les matériaux de durcissement avec contrôle de la température et de la force axiale pour compenser le rétrécissement
- Large gamme de fréquences diélectriques : 20 Hz à 30 MHz
- Compatible avec FCO sur une plage de température de -150 °C à 350 °C
Technologie
L’accessoire diélectrique du rhéomètre ARES se compose d’un ensemble de géométries supérieure et inférieure spécialement isolées qui peuvent être installées directement sur le rhéomètre – des plaques parallèles standard de 25 mm, ainsi que des plaques jetables de 8 mm ou de 40 mm sont disponibles. L’accessoire est facile à installer et comprend tous les câblages et le matériel nécessaires pour l’interface avec les jauges LCR diélectriques externes. Le système est compatible avec deux jauges LCR Keysight populaires : E4980A (20 Hz à 2 MHz, 0,005 à 20 V) et 4285A (75 kHz à 30 MHz, 0,005 à 10 V). Le contrôle de la température est assuré par le four à convection forcée de -150 °C à 350 °C. Combiné au contrôle de la force axiale supérieur jusqu’à 20 N, à la capacité de compensation de la température d’écart et à l’intégration complète avec le puissant logiciel TRIOS, l’accessoire diélectrique peut être utilisé en mode diélectrique autonome ou avec des mesures diélectriques et mécaniques simultanées.
Rampée de température diélectrique à plusieurs fréquences
La figure montre une rampée de température sur un échantillon de poly(méthacrylate de méthyle), PMMA, à quatre fréquences diélectriques différentes allant de 1 kHz à 1 MHz. À basses températures, en dessous de la transition, l’amplitude de la permittivité de stockage (ε’) diminue à mesure que la fréquence diélectrique augmente. Une réponse similaire est également observée dans le signal diélectrique tan(δ), qui représente le rapport entre la permittivité de perte (ε ») et la permittivité de stockage (ε’). Lorsque la température augmente, le pic de la transition en tan(δ) se déplace vers des températures plus élevées avec l’augmentation de la fréquence – cela révèle un décalage des temps de relaxation des dipôles vers des échelles de temps plus courtes à mesure que la mobilité des chaînes polymères augmente et démontre les informations puissantes qui peuvent être obtenues à partir des essais diélectriques.
Séparation de phase dans les crèmes cosmétiques
La combinaison des essais rhéologiques et diélectriques peut être appliquée pour évaluer la stabilité à la température de matériaux tels que les produits alimentaires et cosmétiques. La figure montre les données collectées sur deux crèmes cosmétiques à base d’eau qui ont été refroidies de 25 °C à -30 °C. Les données rhéologiques, évaluées par le module de stockage (G’), montrent que la crème POND’S® subit une forte augmentation du module à -18 °C tandis que la crème NIVEA® présente un changement plus continu du module sur toute la plage de température. Le grand saut dans les données rhéologiques de la crème POND’S pourrait être interprété comme une indication d’instabilité. Cependant, la collecte simultanée de données diélectriques fournit des informations supplémentaires sur le comportement de ces matériaux.
Le graphique montre également le signal de permittivité diélectrique en pertes (ε ») qui quantifie le changement de la mobilité ionique, principalement dictée par la phase aqueuse dans ces échantillons. La crème NIVEA montre une augmentation de deux décennies de ε » lors du refroidissement par rapport à un très faible changement dans la crème POND’S. La forte augmentation de ε » est due à une mobilité ionique accrue dans le matériau à mesure que la phase aqueuse se sépare.
Avec ces informations supplémentaires, on peut voir que l’échantillon NIVEA subit une séparation de phase, tandis que l’échantillon POND’S ne le fait pas. Lorsqu’une séparation de phase se produit pendant le processus de refroidissement, la taille de la phase aqueuse augmente, modifiant progressivement la morphologie de l’échantillon – cela entraîne une augmentation progressive du signal G’. En revanche, le grand changement de G’ de la crème POND’S est le résultat d’une transition due à une morphologie plus stable et uniforme.