Hochempfindliches Druckzellen-Zubehör

Mit der neuen hochempfindlichen Druckmesszelle für das DHR schöpfen Sie neue Möglichkeiten der vollständigen viskoelastischen Charakterisierung von Flüssigkeiten bei erhöhtem Druck aus. Die HSPC ist das einzige Zubehör, das eine Vielzahl von dynamischen oszillatorischen Messungen unter kontrolliertem Luftdruck an Polymerlösungen und strukturierten Fluiden mit niedrigen Viskositäten erlaubt. In herkömmlichen Druckmesszellen werden mechanische Lager eingesetzt, die die Sensitivität bei niedrigen Drehmomenten stark begrenzen und eine viskoelastische Charakterisierung bei den meisten Proben unmöglich machen. In der HSPC wird eine innovative Luftlagerabdichtung verwendet, wodurch eine unübertroffene Leistung bei niedrigerem Drehmoment und eine bis zu 100-fach bessere Drehmomentsensitivität als konventionelle Instrumente ermöglicht wird. Dies ermöglicht dem Anwender die Charakterisierung kritischen Materialverhaltens wie der Zeit-, Frequenz- und Deformationsabhängigkeit viskoelastischer Eigenschaften vieler Fluide auch bei Temperaturen oberhalb des Siedepunktes. Diese neue Palette an Prüfbedingungen bietet Einblicke in Materialeigenschaften, die repräsentativ für extreme Verarbeitungs- und Einsatzbedingungen sind, wie z. B. Bohrloch- oder Extrusionsumgebungen.

Das konzentrische Zylindermesssystem der HSPC nutzt Druckluft und ein innovatives Abdeckungsdesign zur Druckbeaufschlagung des Probenvolumens. Eine selbstausrichtende Bauweise ermöglicht für jedermann eine schnelle und einfache Montage der HSPC und damit genaue Messungen bei geringen Drehmomenten, eine herausragende Reproduzierbarkeit und mehr Zeit für Prüfungen. Der Probendruck wird direkt gemessen und gespeichert für eine umfassende Dokumentation der Probenumgebung. Alle relevanten Prüfinformationen sind in einer TRIOS-Datendatei gespeichert. Die hochempfindliche Druckmesszelle (HSPC) erweitert die Funktionen des DHR zur Untersuchung von Materialien unter Druck um dynamische oszillatorische Untersuchungen für das volle Spektrum bei der Charakterisierung der Viskoelastizität.

Merkmale und Vorteile

• Die innovative, nicht mechanische Konstruktion der Lager gewährleistet eine bis zu 100-fach verbesserte Drehmomentsensitivität
• Unübertroffene Drehmomentsensitivität zur Charakterisierung von viskoelastischem Verhalten
• Stabile und genaue Temperaturregelung von –5 °C bis 150 °C mit dem konzentrischen Peltier-Zylindermantel
• Regelung des Luftdrucks auf bis zu 5 bar zur Simulation von Verarbeitungs- und Einsatzbedingungen
• Vollständige Integration in die leistungsstarke TRIOS-Software zur direkten Messung und Aufzeichnung des Probendrucks gemeinsam mit den rheologischen Daten
• Benutzerfreundliche und selbstausrichtende Bauweise sorgt für hervorragende Drehmomentsensitivität in allen Fällen

Technische Leistungsdaten

Charakterisierung einer Xanthanlösung unter Druck

Die Messung von viskoelastischen Eigenschaften von Flüssigkeiten bei Temperaturen über dem Siedepunkt stellt eine große Herausforderung dar, insbesondere durch den Verlust von flüchtigen Bestandteilen, der zu Veränderungen in der Zusammensetzung des Materials führt. Es wurden bereits verschiedene Methoden und Zubehöre entwickelt, um bei rheologischen Messungen Lösungsmittelsperren zu erhalten oder anderweitig die Verdunstungzu verhindern. Veränderungen in der Zusammensetzung des Materials bei erhöhten Temperaturen können damit oftmals vermieden werden, allerdings sind solche Methoden über dem Siedepunkt meist wirkungslos. Eine Testumgebung mit erhöhtem Druck ist der einzig gangbare Weg, um die rheologischen Eigenschaften von Materialien unter solchen Bedingungen zu charakterisieren.

Xanthangummi wird häufig als Zusatzstoff für Gelier- und Lebensmittelanwendungen verwendet. Eine Lösung von 2,5 Gew.-% Xanthangummi wurde in der hochempfindlichen Druckmesszelle untersucht, während die Temperatur dabei mit 5 K/min von 25 °C auf 120 °C erhöht wurde. Die Entwicklung der dynamischen Module (G’ und G”) wurde über den gesamten Temperaturbereich gemessen, auch oberhalb der Siedetemperatur von Wasser. Ein Kreuzungspunkt der Moduln wurde deutlich bei 95 °C identifiziert. Dieser Punkt markiert den Übergang vom gelierten Zustand zu einer flüssigkeitsartigen Polymerlösung. Die Erfassung der sich ändernden viskoelastischen Eigenschaften und die Identifizierung von charakteristischen Punkten wie dem Modulkreuzungspunkt liefert wertvolle Erkenntnisse über das vollständige viskoelastische Verhalten von Materialien unter extremen Verarbeitungs- und Einsatzbedingungen.