Ein patentiertes System für die Messung von Rheologie und Viskoelastizität von Luft/Flüssigkeit- und Flüssigkeit/Flüssigkeit-Grenzflächen.
Rheometer werden in der Regel zur Messung der Volumen- oder dreidimensionalen Materialeigenschaften eingesetzt. Viele Materialien wie z. B. Pharmazeutika, Nahrungsmittel, Körperpflegeprodukte und Beschichtungen verfügen jedoch häufig über Flüssigkeit/Flüssigkeit- oder Gas/Flüssigkeit-Grenzflächen mit spezifischen rheologischen Eigenschaften. In diesen Fällen kann eine Untersuchung der Eigenschaften dieser zweidimensionalen Grenzflächen wichtige Erkenntnisse über die Grenzflächendynamik und den Beitrag der Struktur zu den Volumen-Materialeigenschaften liefern. Das patentierte DWR-System (Double Wall Ring, doppelwandiger Ring) für das ARES-G2 bietet eine Spezialgeometrie zur Erfassung quantitativer Viskositäts- und Viskoelastizitätsdaten in großen Messbereichen.
Technologie:
Das ARES-G2-Zubehör für die Grenzflächenmessung umfasst einen patentierten Platin-Iridium-Messring, der mit einer speziell angefertigten Delrin-Senke gekoppelt ist. Diese Materialien kommen aufgrund ihrer inerten chemischen Eigenschaften zum Einsatz. Zudem lassen sie sich einfach reinigen. Die Senke verfügt über die einzigartige doppelwandige Geometrie für klar definierte Grenzflächen-Scherebenen auf beiden Seiten der Geometriefläche, sodass eine höhere Empfindlichkeit für die viskoelastische Reaktion der Monoschicht an den Flüssigkeit/Luft- oder Flüssigkeit/Gas-Grenzflächen entsteht.
Der doppelwandige Ring ermöglicht echte quantitative viskoelastische Messungen, da die Grenzfläche am rautenförmigen Querschnitt des Geometrierings „gehalten“ wird. Dieser patentierte Ring (Patentnr. 7.926.326) hat einen Durchmesser von 60 mm und wurde im Hinblick auf einfache Anwendung und maximale Empfindlichkeit entwickelt. Die Verwendung der doppelwandigen Ringgeometrie vereinfacht Messungen der Oberflächenviskosität ohne komplizierte Teilphasenkorrekturen für Oberflächenviskositäten von nur 10-5 mPas. Oszillationsmessungen sind aufgrund der separaten Bauweise von Motor und Messwandler (SMT; Separate Motor and Transducer) des ARES-G2, dank der Artefakte durch die Messgeräteträgheit entfallen, über einen extrem weiten Frequenzbereich beliebiger Grenzflächensysteme möglich.
Grenzflächeneigenschaften von SPAN 65 an einer Wasser/Dodekan-Grenzfläche
SPAN 65 ist ein oberflächenaktiver Wirkstoff (Tensid) mit nicht linearer Struktur, der sich an der Grenzfläche zwischen Wasser und Dodekan punktuell abtrennt, wodurch eine viskoelastische Monoschicht entsteht. In den Abbildungen sehen Sie die Grenzflächeneigenschaften dieser Monoschicht, wie sie bei Verwendung des doppelwandigen Rings des ARES-G2 entstehen. Die linke Abbildung zeigt die Entwicklung der Grenzflächenbildung über eine Zeitspanne von 70 Minuten, die durch die stetige Zunahme des Speichermoduls über diesen Zeitraum widergespiegelt wird. Die Quantifizierung der Viskoelastizität der Grenzflächenorganisation erfolgt über die Frequenzverlaufsdaten in der rechten Abbildung. Das Vorhandensein eines spezifischen Modul-Überschneidungspunkts bei 0,2 rad/s und eine dominante Elastizität bei höheren Frequenzen belegen die feste Grenzflächenstruktur. Die Qualität dieser Daten zeigt deutlich die unübertroffenen Vorteile der hochempfindlichen, trägheitsfreien Messungen des ARES-G2 für die viskoelastische Charakterisierung schwach strukturierter Grenzflächen bei Frequenzen von bis zu 100 rad/s.
- Beschreibung
-
Rheometer werden in der Regel zur Messung der Volumen- oder dreidimensionalen Materialeigenschaften eingesetzt. Viele Materialien wie z. B. Pharmazeutika, Nahrungsmittel, Körperpflegeprodukte und Beschichtungen verfügen jedoch häufig über Flüssigkeit/Flüssigkeit- oder Gas/Flüssigkeit-Grenzflächen mit spezifischen rheologischen Eigenschaften. In diesen Fällen kann eine Untersuchung der Eigenschaften dieser zweidimensionalen Grenzflächen wichtige Erkenntnisse über die Grenzflächendynamik und den Beitrag der Struktur zu den Volumen-Materialeigenschaften liefern. Das patentierte DWR-System (Double Wall Ring, doppelwandiger Ring) für das ARES-G2 bietet eine Spezialgeometrie zur Erfassung quantitativer Viskositäts- und Viskoelastizitätsdaten in großen Messbereichen.
- Technologie
-
Technologie:
Das ARES-G2-Zubehör für die Grenzflächenmessung umfasst einen patentierten Platin-Iridium-Messring, der mit einer speziell angefertigten Delrin-Senke gekoppelt ist. Diese Materialien kommen aufgrund ihrer inerten chemischen Eigenschaften zum Einsatz. Zudem lassen sie sich einfach reinigen. Die Senke verfügt über die einzigartige doppelwandige Geometrie für klar definierte Grenzflächen-Scherebenen auf beiden Seiten der Geometriefläche, sodass eine höhere Empfindlichkeit für die viskoelastische Reaktion der Monoschicht an den Flüssigkeit/Luft- oder Flüssigkeit/Gas-Grenzflächen entsteht.
Der doppelwandige Ring ermöglicht echte quantitative viskoelastische Messungen, da die Grenzfläche am rautenförmigen Querschnitt des Geometrierings „gehalten“ wird. Dieser patentierte Ring (Patentnr. 7.926.326) hat einen Durchmesser von 60 mm und wurde im Hinblick auf einfache Anwendung und maximale Empfindlichkeit entwickelt. Die Verwendung der doppelwandigen Ringgeometrie vereinfacht Messungen der Oberflächenviskosität ohne komplizierte Teilphasenkorrekturen für Oberflächenviskositäten von nur 10-5 mPas. Oszillationsmessungen sind aufgrund der separaten Bauweise von Motor und Messwandler (SMT; Separate Motor and Transducer) des ARES-G2, dank der Artefakte durch die Messgeräteträgheit entfallen, über einen extrem weiten Frequenzbereich beliebiger Grenzflächensysteme möglich.
- Anwendungen
-
Grenzflächeneigenschaften von SPAN 65 an einer Wasser/Dodekan-Grenzfläche
SPAN 65 ist ein oberflächenaktiver Wirkstoff (Tensid) mit nicht linearer Struktur, der sich an der Grenzfläche zwischen Wasser und Dodekan punktuell abtrennt, wodurch eine viskoelastische Monoschicht entsteht. In den Abbildungen sehen Sie die Grenzflächeneigenschaften dieser Monoschicht, wie sie bei Verwendung des doppelwandigen Rings des ARES-G2 entstehen. Die linke Abbildung zeigt die Entwicklung der Grenzflächenbildung über eine Zeitspanne von 70 Minuten, die durch die stetige Zunahme des Speichermoduls über diesen Zeitraum widergespiegelt wird. Die Quantifizierung der Viskoelastizität der Grenzflächenorganisation erfolgt über die Frequenzverlaufsdaten in der rechten Abbildung. Das Vorhandensein eines spezifischen Modul-Überschneidungspunkts bei 0,2 rad/s und eine dominante Elastizität bei höheren Frequenzen belegen die feste Grenzflächenstruktur. Die Qualität dieser Daten zeigt deutlich die unübertroffenen Vorteile der hochempfindlichen, trägheitsfreien Messungen des ARES-G2 für die viskoelastische Charakterisierung schwach strukturierter Grenzflächen bei Frequenzen von bis zu 100 rad/s.
