Ob Forscher die Textur von Joghurt optimieren oder die Aushärtung von Klebstoffen untersuchen – die Rheometrie hilft uns, Materialien zu verstehen und ihr Verhalten vorherzusagen. Die Rheometrie misst das Ausmaß der Verformung eines Materials oder einer Flüssigkeit, wenn eine Kraft darauf einwirkt. Die Kombination von Spannung, Deformation und Scherverhalten bildet die Grundlage der Rheologie, der Wissenschaft von der Verformung von Materialien.

Der Einsatz von rheometrischen Experimenten zur Untersuchung der rheologischen Eigenschaften von Materialien ist ein wichtiger Bestandteil des Materialcharakterisierungsprozesses. Insbesondere bei flüssigen Materialien kann das Verständnis und die Vorhersage der rheologischen Eigenschaften einer Probe unglaublich komplex sein. Oft variiert das Verhalten einer Probe in Abhängigkeit von der Größe der einwirkenden Kräfte, was bedeutet, dass die Rheologie von Proben in der Regel rheometrisch gemessen werden muss, da die zuverlässige Vorhersage dieser Eigenschaften zu schwierig ist.¹

Rheometrische Messungen werden mit einem Rheometer durchgeführt. Je nach Art der Rheometrie können verschiedene Ausführungen von Rheometern verwendet werden, von akustischen Dehnungsrheometern bis hin zu Rotationsrheometern mit Kegel-Platte-Messgeometrie

Das Rheometer übt eine Kraft auf die Probe aus und die daraus resultierende Spannung oder Deformation wird mit einem Sensor, z. B. einem Messwertaufnehmer oder einem Wegsensor, gemessen. Einige Rheometer können mit Computern verbunden werden, um aus den gemessenen Daten durch Geometriefaktoren automatisch die entsprechenden Spannungen und Deformationen für eine einfache rheometrische Analyse zu berechnen.

Mithilfe der Rheometrie wird in der Regel die Viskosität oder Viskoelastizität eines Materials bestimmt. Die Viskosität ist ein Maß für den durch innere Reibung verursachten Strömungswiderstand und hängt von den mikroskopischen Eigenschaften des Systems ab, wie z. B. der Partikelgröße.²

Die Viskoelastizität ist ein Maß für die Materialeigenschaften in Reaktion auf eine verformaende Kraft. In einem rein elastischen Material gibt es keine Energiedissipation, nachdem eine Last aufgebracht wurde, in viskoelastischen Materialien gibt es hingegen eine gewisse Hysterese im Spannungs-Deformationsverhalten aufgrund der Verformung des Materials. Alle diese Eigenschaften sind wichtige Bestandteile einer rheometrischen Untersuchung.

Die Materialprüfung für Polymere und weiche Stoffe ist eines der häufigsten Anwendungsfelder der Rheometrie. Rheometrische Messungen werden in vielen Produktionsprozessen als Mittel zur Qualitätskontrolle eingesetzt, da ein unerwünschtes viskoelastisches Verhalten zu einer schlechten Materialleistung und Sprödigkeit führen kann. Die Rheometrie ist auch in Branchen wie der Lebensmittelindustrie weit verbreitet, in denen Messparameter wie die Viskoelastizität zur Bewertung der Haltbarkeit und des thermomechanischen Zersetzungsverhaltens verwendet werden können.

TA Instruments ist ein weltweiter Experte für Rheometrieinstrumente und bietet eine Reihe von Sleistungsstarken Rheometern an, darunter das Discovery Hybrid Rheometer und das ARES-G2.³

Das Discovery Hybrid Rheometer ist als extrem vielseitige Plattform für die Rheometrie konzipiert. Das Gerät ist mit dem patentierten, fortschrittlichen Glockenläufermotor von TA Instruments, Magnetlagern, einem Nullabgleichskraftsensor und dem True Position Sensor ausgestattet – alles in einem Single head-Hybridgerät. Das bedeutet, dass es Messungen sowohl mit direkter Spannungs- oder Deformationsregelung als auch reguläre Kraftvorgaben durchführen kann. Das Discovery Hybrid Rheometer verfügt über eine große Auswahl an Zubehör und ist mit dem SmartSwap-System zur automatischen Erkennung und Identifizierung von Zubehören ausgestattet, um Ihre Messungen zu optimieren.

Das ARES-G2 ist das fortschrittlichste Rotationsrheometer von TA Instruments und bietet eine unvergleichliche Datengenauigkeit und Kontrolle von Deformationen und Spannungen, weshalb es als Industriestandard für rheologische Messungen gilt. Das ARES-G2 stellt mittlerweile ein hoch geschätztes und beliebtes Werkzeug für Forschung und Materialentwicklung dar. Das ARES-G2 ist nach wie vor das einzige kommerziell erhältliche Rheometriegerät, das in der Lage ist, unabhängige Scher- und Normalspannungsmessungen durchzuführen.

Das ARES-G2-Rheometer profitiert auch von der SmartSwap-Technologie von TA Instruments für Industrie und Forschung, die mehrere Arten von rheometrischen Messungen durchführen oder mit verschiedenen Probentypen arbeiten. Dieses hochpräzise Rheometer wird außerdem durch Software-Analysepakete erweitert, die eine fortschrittliche Fourier-Transformations-Rheologie-Analyse und Auswertungen bei Oszillationen mit großer Amplitude (LAOS) ermöglichen.

Wenden Sie sich noch heute an TA Instruments und erfahren Sie, wie unsere Geräte Ihre rheometrischen Messungen revolutionieren können.