介面附件
流變儀通常用於測試材料的總體或三維性質。許多材料(例如藥物、食物、個人護理產品和塗料)中存在流變學性質截然不同的二維液/液介面或氣/液介面。只有TA Instruments提供的三種獨立設備能夠為介面流變學研究提供最高的彈性和最大範圍的定量測量。這些選件包括能夠在最大測量範圍內提供定量黏度和黏彈性資訊的已獲專利的雙壁環(DWR)系統、用於體積有限的樣品的雙壁Du Noüy環(DDR),以及用於介面黏度測量的傳統雙錐體。
應用
在這一系列測試中,我們用 SPAN 的氯仿溶液使表面活性劑SPAN65均勻分散在水-空氣介面。氯仿揮發後,沉積在水上的SPAN65膜可用雙壁環介面附件進行測量。我們測試了從每平方納米0個(僅含水,無表面活性劑層)到7.2個分子的不同表面活性劑載入量。我們還進行了連續剪下實驗並測量了介面黏度,以作為剪下速率和介面濃度的函數。不出所料,表面活性劑層表現出顯著的剪下變薄。在高速率下,對少於1.8個分子/nm2的載入量,亞相貢獻起領導作用。在低於10-5 Pa.s.m的介面黏度下,亞相修正變得很重要,而DWR良好定義的夾具可使這些定量亞相校正變為可能。在較高的介面黏度下,亞相貢獻可略過,不需要進行修正。
技術
在所有TTA Instruments 介面流變系統中,樣品均包含在具有液面監測窗和注射口的Delrin®中。雙壁環(DWR)和雙壁Du Noüy環 (DDR)夾具的測量環由鉑-銥合金製成。之所以選擇這些材料是因為它們具有化學惰性且易於清潔。TA Instruments是已獲專利的雙壁夾具設定的唯一供應商,能夠在夾具表面兩側提供介面剪下平面,從而對單層黏彈性回應具有更高的敏感度。只有DWR能夠具有真實的定量黏彈性參數,因為介面可被「固定」於夾具環的菱形截面。這種已獲專利的超低惰性環(1)的直徑為60 mm,易於使用,並且具有最高的敏感度。可對低至10-5 Pa.s.m的表面黏度進行測量,而不需要進行複雜的亞相修正。並且,任何介面系統均可進行最大頻率範圍的振盪測量。DDR的Du Noüy環夾具是用於測量表面張力的行業標準裝置。環形截面使介面和夾具之間可形成彎月形,從而在絕對資料中產生較小的誤差。此系統具有非常小(20 mm)的直徑,非常適合於測試量可獲得的數量極為有限的樣品的介面性質,例如生物或藥物材料。雙錐體是一種雙錐不銹鋼夾具,具有尖銳的邊緣,能夠可重現地固定介面。由於浸沒到亞相中的錐表面產生了很大的阻力,因此需要進行較大修正才能獲得定量參數。該夾具的大轉動貫性矩限制了其在穩定剪下模式下測量介面黏度的能力,因此不適於測量靜止結構和彈性。(1)美國專利號7,926,326