黏度計與流變儀有什么區別？

圖1：測試過程中的剪切速率范圍

    以上所有均可用流變儀模擬；

圖中畫框部分顯示的是黏度計

所能達到的較窄的剪切速率范圍

流變儀:

用于精確測量的精密技術

黏度計可以對牛頓材料(黏度與剪切速率無關的材料)進行簡單測量，而流變儀可以對牛頓和非牛頓材料的流動與變形進行深入分析。黏度計和流變儀性能差異顯著的主要原因在于儀器的機械結構。在操作上，黏度計使用機械軸承，這限制了儀器速度和扭矩能力，因此只能在非常狹窄的范圍內測量材料。相比之下，流變儀使用電機和低摩擦軸承，可提供的形變控制與扭矩靈敏度。例如，Discovery HR混合型流變儀使用磁懸浮軸承，進一步減少摩擦，提高了低扭矩測量靈敏度。這樣，即使在非常低的剪切力條件下，例如涂料涂抹后的流平或懸浮液中的沉淀，也能進行精確的流動性行為測量。

流變儀測量的不僅僅是黏度。雖然流變儀測量的是黏度(材料的流動方式)，但它同時可以測黏彈性，這是乳液、分散體、聚合物、凝膠、糊狀物等復雜流體的一個關鍵屬性，但卻經常被忽視。黏彈性數據說明在材料結構被破壞或造成不可恢復的損害之前，材料可以發生多大的變形、彎曲或回彈。

流變儀對哪些材料有優勢？

測量液體時，一個關鍵的考慮因素是，液體是牛頓流體還是非牛頓流體。

牛頓流體具有恒定的黏度，與施加的剪切速率無關，例如水和蜂蜜。在不同的剪切速率下測量黏度，可以外推出高剪切速率或低剪切速率下的黏度，在這種情況下，黏度計不太可能會提供所需的結果。

非牛頓流體的黏度變化取決于所施加的剪切速率：如果不說明剪切速率，就無法準確描述非牛頓流體的黏度。大多數人造材料都是非牛頓流體，包括化妝品、藥物配方、涂料、潤滑劑與食品。事實上，它們的非牛頓特性是一種理想特性。例如，乳液和膏霜在分配或涂抹時，會隨著移動速度的加快而降低黏度(剪切稀化行為)，這意味著它們流動性好，可以加工，不過，它們在低流速下的高黏度有助于提高其穩定性。剪切稀化行為是一件好事，這意味著材料在靜止時不會移動，當我們希望或需要它們移動時，它們就會很容易移動。

流變儀應用案例：

化妝品膏劑

面霜、防曬霜、睫毛膏或洗發水等化妝品都是放在架子上的罐子里，每天只使用一到兩次。從流變學的角度來看，這些材料大部分時間都處于“靜止”狀態，因為沒有施加外力或剪切力，如圖2所示。當施加剪切力時，無論是通過運輸過程中的攪拌、工廠中的加工，還是消費者施加的剪切力，樣品都會開始移動，黏度也會發生變化。

不同的剪切速率導致的不同黏度值會對產品產生很大影響：

圖2：面霜的數據顯示了

黏度受剪切速率的影響

流變儀能識別其所有行為，而黏度計

只能顯示中心部分

流變儀應用案例：

優化用于高速涂布的液體乳液黏合劑

在另一個例子中，我們使用TA儀器的流變儀，調查了一款液體乳液黏合劑配方(設計用于高速涂層)與競爭對手相比性能明顯不足的原因。這種性能不足導致了金屬基材出現空洞，增加了黏合劑失效的可能(如圖3a)。

雖然黏度計能夠顯示出樣品之間的黏度差異，但卻無法獲得高剪切率和低剪切率數據。只有在使用流變儀后，才發現競爭產品的零剪切黏度高出測試產品配方8倍。這就是關鍵所在：更高的零剪切黏度，使競爭產品在沉積后不會流動，而是保持在原位。

圖3：(a) 圖為

配方1和競爭產品之間的行為差異；

(b) 圖為競爭產品、配方1和配方2的

剪切速率與黏度數據

流動模式下的其他流變功能

除了流變儀在獲得各種剪切速率方面的明顯優勢外，用戶還可以使用加熱或冷卻的帕爾帖板系統，在各種溫度(-40℃至200℃)范圍內精確測量黏度。而黏度計則很難做到這一點，因為需要大量樣品，而且很可能出現加熱不均勻的情況。

在一定溫度范圍內，對于油、塑料、樹脂或潤滑脂等材料，研究黏度的能力至關重要，因為它可以模擬工業高溫環境下的行為，或呈現出材料的玻璃化轉變。特別值得一提的是，Discovery HR系列混合型流變儀采用了Smart Swarp™技術，可以方便地使用一系列條件和附件來模擬樣品的使用條件。

Discovery HR混合型流變儀

面向實驗室的功能強大的流變儀

Discovery HR系列混合型流變儀是TA儀器的明星產品之一，具有高靈敏度、簡單易用、功能多樣等特點，可滿足嚴苛的應用需求，且不需要用戶接受大量培訓即可熟練操作。

Discovery Core流變儀

集合廣泛測量與簡化操作的經濟型流變儀

Discovery Core流變儀是目前業內將廣泛的黏度和黏彈性測量與簡化的易用性相結合的系統。全新的RheoGuide™用戶界面可直接通過觸摸屏進行完整操作，每一步均附有指示、說明和驗證。無論您是流變學新手，還是要升級質量控制測試或擴展能力以滿足不斷增長的需求，Discovery Core流變儀均可幫助您的實驗室深入了解材料的行為并實現您的目標。