تکنولوژی پلیمرها

رئومتری بصورت کلی، به تستهایی گفته میشه که خواص رئولوژیکی مواد پلیمری رو نشون میده. منظور از رئولوژی علم رفتار پلیمرها در حالت مذاب هست.
تستهای رئولوژیکی با دستگاههای مختلفی اندازه گیری میشه. برای مثال میشه به دستگاههای بروکفیلد، کاپیلاری رئومتر، دستگاه RMS و ... اشاره کرد. یکی از مهمترین دستگاه هایی که وجود داره و در حالتهای مختلفی مانند چرخشی، تناوبی و ... میشه استفاده کرد دستگاه RMS هست.

دستگاه RMS یه صفحه ثابت داره که ماده روش گذاشته میشه و روی اون ذوب میشه. بسته به نوع ماده و دمای ذوب اون، دمای این صفحه قابل تنظیم هست. پس از ذوب کامل یک صفحه دیگه به نام اسپیندل (Spindle) پایین میاد و روی ماده مذاب قرار میگیره. قطر اسپیندل ممعولا 25 میلیمتر بوده و فاصله بین این 2 صفحه که ماده بینشون هست معمولاً یک میلیمتر هست. بعد اسپیندل که به یک موتور الکتریکی متصله شروع میکنه به حرکت کردن. این حرکت کردن میتونه چرخشی باشه، تناوبی (Oscillation) باشه و یا ...
من چند تا تست معروف رو که میشه با این دستگاه انجام داد رو مینویسم. برای اطلاعات بیشتر و معادلاتشون هم چند کتاب خوب رو آپلود میکنم (البته همه معادلات تو کتاب Transport Phenomena نوشته Bird هست که سابقاً تو تالار کتابهای مهندسی پلیمر آپلود کردم).

الف) تست جاروب فرکانس یا Frequency Sweep
در این تست دستگاه با یه دامنه ثابت (معمولاً 1%) شروع میکنه به نوسان و عکس العمل ماده رو اندازه گیری میکنه و ثبت میکنه. بعد فرکانس رو کم میکنه و دوباره اندازه میگیره، تا به محدوده فرکانسی که به دستگاه داده شده برسیم. معمولاً محدوده فرکانسی از 1000 تا 0.01 گفته میشه. یه نکته خیلی مهمی که تو این تست هست اینه که دامنه باید خیلی کم انتخاب بشه تا ساختار ماده دچار شکست نشه. و اصطلاحاً گفته میشه ماده تو ناحیه خطیش هست.
من یه نمونه فایل اکسل که خروجی این تست هست رو آپلود میکنم. با رسم خواص مختلف مثل مدول ذخیره (Storage Modulus یا 'G) بر حسب فرکانس اطلاعات خیلی خوبی از ساختار ماده میشه بدست آورد.
همونطور که توی فایل ضمیمه دیده میشه، من تست رو از فرکانس 625 تا 0.1 در نظر گرفتم. و دستگاه مدول ذخیره، مدول اتلافی، ویسکوزیته و ... در در فرکانسهای مختلف ثبت کرده.

ب) تستهای چرخشی:

برخلاف تستهای نوسانی که در اون ساختار ماده ثابت میمونه، در تستهای چرخشی، ساختار ماده شکسته میشه و از روی اطلاعات بدست اومده به ساختار ماده میشه پی برد. این تست حالتهای خیلی زیادی داره که برای اطلاعات بیشتر به کتاب Dynamics of Polymeric Liquids نوشته Bird میشه مراجعه کرد. من این کتاب رو ایشالله تا چند روز دیگه آپلود میکنم)

فايل ضميمه

• 49.rar (3.4 كيلو بايت, 50 نمايش)

بترتیب توضیح همه سلولهای فایل اکسل رو میدم:
توی سلولهای D2 و D3 اسم نمونه نوشته شده.
توی سلول D4 اسم اپراتور دستگاه نوشته شده.
توی سلول D6 تعداد تستهایی که رو نمونه انجام میشه رو نوشته. (دستگاه قابلیت این رو داره که چند تا تست رو پشت سر هم انجام بده. مثلاً اول Oscillation بعد Rotation)
توی سلولهای D7 و D8 نام و مدل دستگاه نوشته شده.
توی سلولهای D9 و D10 تاریخ و ساعت انجام آزمایش نوشته شده.
توی سلول D11 نوع اسپیندل نوشته شده (PP مخفف Parallel Plate هست به معنی 2 صفحه موازی و 25 d هم به معنی اینه که قطر اسپیندل 25 میلی متر هست)
توی سلول D16 زمان شروع تست رو نوشته (حدود 6 دقیقه زمان تلف شده برای استارت تست زمان لازم بوده)
توی سلول D17 چگالی نمونه نوشته شده.
سلولهای D18 و D19 تنظیمات دستگاه هست و مهم نیست.

تا اینجا اطلاعات مربوط به دستگاه بود. از از سلول D21 نتایج تستها شروع میشه.
سلول D21 شماره تست رو نشون میده. همونطور که گفتم دستگاه میتونه چند تا تست رو پشت سرهم انجام بده.
سلول D22 تعداد نقاط اندازه گیری رو نشون میده. یعنی کلاً چند تا اطلاعات داری.
سلول D24 زمانبندی دستگاه رو نشون میده. یعنی طول مدت تست تا زمانی هست که 25 تا اطلاعات جمع آوری بشه.
سلول D26 دامنه نوسان رو نشون میده. (1%)
سلول D27 محدوده فرکانسی انجام آزمایش رو نشون میده. (همونطور که گفتم این فایل مربوط به Frequency Sweep هست. توی این سلول نوشته شده که از فرکانس 625 شروع کنه و تا فرکانس 0.1 تست رو انجام بده)

از ردیف 29 نتایج تستها شروع میشه. که عنوان دیتاها رو نوشته. زیرش هم توی ردیف 30 واحد اونها رو نوشته.
ستون A شماره ردیفه.
ستون B فرکانس رو نشون میده
ستون C مدول ذخیره رو توی اون فرکانس نشون میده(G')
ستون D مدول اتلاف رو توی اون فرکانس نشون میده. (G")
ستون E فاکتور اتلاف (Damping Factor) رو توی اون فرکانس نشون میده که حاصل تقسیم مدول ذخیره به مدول اتلاف هست.
ستون F ویسکوزیته ماده رو توی اون فرکانس نشون میده.
ستون G میزان انحراف اسپیندل رو نشون میده.

ستون H گشتاوری که به اسپیندل وارد میشه رو نشون میده.

منبع:http://www.iran-eng.com