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德国哈克HAAKE CaBER 1 拉伸流变仪介绍及应用方案

时间：2020-09-16 阅读：420

为什么研究拉伸流变学

两种样品的旋转流变性可能会一样，拉伸流变性会有明显的区别

•旋转流变仪不能用来测试样品的拉伸流变性能

•很多应用领域中都会涉及到拉伸流场

•研发和质控方面越来越关注拉伸流变

拉伸流变仪CaBER 1介绍

世界上一台商业化的拉伸流变仪——CaBER 1

研究中低粘度流体或半固体在拉伸作用下，其细丝直径随时间的变化过程。

CaBER 1扩展测量能力

在传统 CaBER 试验中，往往使用激光测微尺，对上下两板之间形成的（圆柱形）流体细丝，进行由表面张力诱导的细化（随时间变化）测量，然后使用测得数据算出拉伸粘度数据。
为分析更多样品的实际细丝形状，并测量其拉伸性能，现在可在 Thermo Scientific HAAKE CaBER 1 拉伸流变仪上装配高速摄像头。高速摄像头具有远心物镜和远心背光系统，可拍摄流体随时间变化形成细丝的过程。

图 1：HAAKE CaBER 1（配高速摄像头（底座配 X-Y-Z 定位台）和改良型换热器（适用于远心照明）。

随后，这些图像可用于后续图像和轮廓分析，以：
•分析非圆柱形细丝
•确定表观拉伸屈服应力
•研究流体诱发相位分离
•测量粘度极低的样品

图 2：温控箱的近视图

为对应流体细丝的位置定位摄像头，开发了一种底座，底座上可装配摄像头和HAAKE CaBER 1，还配有摄像头用 X-Y-Z定位台。
为将背光系统安装到 HAAKE CaBER 1 上，开发了改良型换热器（配有背光系统用支架）。
为在规定温度范围（5℃～90℃）内测量，开发了新型温控箱，该温控箱可加装到在售的任意一款 HAAKE CaBER 1 中。温控箱于与水浴循环器共同使用；配外部接头，便于将溶剂注入溶剂阱，防止样品蒸发，还便于使用氮气冲洗箱体。
适用于 HAAKE CaBER 1 流变仪的新型高速成像系统和新型温控箱均由德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）应用力学（AME）研究组研发。

订购信息

603-1025 改良型换热器，配有适用于远心照明的支架。（对于现有 HAAKE CaBER 1，也需要 603-1026。）不含远心照明。推荐型号：Vision & Control TZB30-B/VC（照明面积 Ø 30 mm）或同级型号。
603-1026 仅适用于现有 HAAKE CaBER 1：将换热器更换为改良型换热器
603-1025 时，需再次校准。（不含603-1025）
603-1027 配 X-Y-Z 定位台的底座，用于安装高速摄像头和 HAAKE CaBER 1。不含摄像头和透镜。摄像头型号取决于个体需求，例如：Fastcam MiniUX100，Modell 800K / M1（型
号），Optronics CR600x2 或 ImagingSolutions Motion Traveller 系列（基本型号）。
603-1028 温控箱，用于控制流体温度。不含循环器。

参考文献
[1] D. Sachsenheimer, B. Hochstein, N.Willenbacher (2014) Capillary thinning of entangled polymer solutions,submitted toRheol. Acta
[2] L. Martinie, H. Buggisch, N. Willenbacher(2013) Apparent elongational yield stress of soft matter. J. Rheol. 57(2), 627-646
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[4] O. Arnolds, H. Buggisch, D. Sachsenheimer,N.Willenbacher (2010) Capillary breakup extensional rheometry (CaBER) on semi-dilute and concentrated polyethyleneoxide (PEO) solutions. Rheol. Acta 49(11) 1207-1217
[5] K. Niedzwiedz, H. Buggisch, N. Willenbacher (2010)Extensional rheology of concentrated emulsions as probed by capillary breakup elongation rheometry(CaBER). Rheol. Acta 49,1103-1116
[6] K. Niedzwiedz, O. Arnolds, N. Willenbacher,R. Brummer (2009) Capillary Breakup Extensional Rheometry of Yield Stress Fluids.Appl. Rheol. 19(1), 41969

CaBER 1具体应用实例

领域

•工业研发、质量控制

•拉伸流变科学研究

行业
• 油墨涂料 • 树脂
• 粘性 • 松弛行为
• 飞溅 • 纺织行为
• 雾化
• 食品 • 化妆品
• 粘性 • 装填
• 口感