旋轉(zhuǎn)流變儀已廣泛應(yīng)用于化工、材料、制藥、食品、新能源等眾多行業(yè)，可以用來研究樣品的流動(dòng)和變形，從流體到柔軟的固體材料均適用，在材料選擇、產(chǎn)品性能評(píng)估和質(zhì)量改進(jìn)等方面都可提供重要的信息；常用來測(cè)量黏溫曲線、流動(dòng)曲線、蠕變恢復(fù)曲線、屈服應(yīng)力、觸變性、黏彈性、儲(chǔ)能模量、損耗模量、損耗因子等，是新品開發(fā)、性能預(yù)測(cè)、工藝優(yōu)化和質(zhì)量控制的強(qiáng)大工具。
旋轉(zhuǎn)流變儀一般由測(cè)量頭、控溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)四部分組成，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)流變儀的重要部件，轉(zhuǎn)子的選擇對(duì)于實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。旋轉(zhuǎn)流變儀的轉(zhuǎn)子大致可分為同軸圓筒轉(zhuǎn)子、平行板轉(zhuǎn)子、平錐板轉(zhuǎn)子、槳葉轉(zhuǎn)子、可拋型轉(zhuǎn)子及其它轉(zhuǎn)子系統(tǒng)六大類，下面力晶小邵為您介紹幾類轉(zhuǎn)子的選擇要點(diǎn)。
一、同軸圓筒轉(zhuǎn)子
同軸圓筒轉(zhuǎn)子由內(nèi)筒與外筒組成，接觸表面積大、應(yīng)力靈敏度高，主要用來測(cè)量中、低黏度且易清洗的均勻樣品，一般不適用于高黏度樣品、糊劑和含有大顆粒的懸浮液。
根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的不同，常見有如下三種類型的同軸圓筒轉(zhuǎn)子：
末端尖形同軸圓筒更易浸入較高黏性的樣品中進(jìn)行測(cè)試，可一定程度上消除末端效應(yīng)。
末端凹形同軸圓筒放入樣品時(shí)，更易捕獲樣品中的氣泡，可有效的消除末端效應(yīng)，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。此轉(zhuǎn)子不建議進(jìn)行變溫測(cè)試，因?yàn)楫?dāng)溫度發(fā)生改變時(shí)，轉(zhuǎn)子底部凹面捕獲的氣泡會(huì)隨溫度改變而變化，從而影響測(cè)試結(jié)果。
雙狹縫同軸圓筒的內(nèi)壁和外壁可同時(shí)與樣品接觸，不僅可以有效消除末端效應(yīng)，而且增加了與樣品的接觸面積，相比于前兩種同軸圓筒轉(zhuǎn)子，更適于測(cè)試低黏度樣品。
每一種同軸圓筒都有不同尺寸可選，可根據(jù)黏度和模量的計(jì)算公式計(jì)算適用的轉(zhuǎn)子尺寸，或者根據(jù)轉(zhuǎn)子自身參數(shù)信息進(jìn)行選擇，一般待測(cè)樣品黏度越低，選擇的轉(zhuǎn)子直徑越大。
同軸圓筒轉(zhuǎn)子選擇時(shí)需注意：
1、由于測(cè)試樣品量充足，且可以在樣品的上表面添加一層防揮發(fā)液體，所以在測(cè)試易揮發(fā)樣品時(shí)建議選擇此類轉(zhuǎn)子；
2、不同尺寸的轉(zhuǎn)子，所需測(cè)試樣品量不同，一般需要幾毫升到幾十毫升；
3、測(cè)試完成后需要清洗轉(zhuǎn)子，根據(jù)樣品性質(zhì)不同耗時(shí)不同；
4、此類型轉(zhuǎn)子無法測(cè)量第一法向應(yīng)力差。
二、平行板轉(zhuǎn)子
平行板轉(zhuǎn)子由上板和下板組成，適用于難清洗或中、高黏度的液體、膏體、半固體類樣品。平行板的間距可以根據(jù)樣品特性和測(cè)試要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，可適用于含有一定顆粒物的樣品測(cè)試，顆粒物粒徑應(yīng)小于上下板間距的三分之一；還可通過減小間距抑制樣品的二次流動(dòng)。平行板結(jié)構(gòu)可以方便的添加各種光學(xué)附件，輕松實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)流變儀與紅外光譜儀、拉曼光譜儀、紫外光源等進(jìn)行聯(lián)用。其幾何形狀如圖4所示：
平行板轉(zhuǎn)子有不同尺寸可選，可根據(jù)黏度和模量的計(jì)算公式計(jì)算適用的轉(zhuǎn)子尺寸，或者根據(jù)轉(zhuǎn)子自身參數(shù)信息進(jìn)行選擇，一般待測(cè)樣品黏度越大，選擇的轉(zhuǎn)子直徑越小。
需注意的是在高剪切速率下，測(cè)試的樣品可能會(huì)被甩出或者發(fā)生滑移。若想避免滑移現(xiàn)象，可選擇防打滑轉(zhuǎn)子或調(diào)整相應(yīng)測(cè)試參數(shù)。
三、平錐板轉(zhuǎn)子
平錐板轉(zhuǎn)子與平行板轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)和用途上都非常接近，平錐板轉(zhuǎn)子有不同尺寸和錐度可選，可根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算適用的轉(zhuǎn)子，或者根據(jù)遵循的標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)試需求進(jìn)行選擇。其幾何形狀如圖5所示：
平錐板轉(zhuǎn)子和平行板轉(zhuǎn)子有以下幾點(diǎn)區(qū)別值得注意：
1、平錐板轉(zhuǎn)子的間距是固定值，依據(jù)其尺寸和錐度有不同規(guī)定，一般規(guī)定值都比較小，所以不適合測(cè)試含有顆粒物的樣品；
2、在做變溫測(cè)試時(shí)，轉(zhuǎn)子本身的熱脹冷縮可能會(huì)使間距產(chǎn)生一定改變，由于平錐板轉(zhuǎn)子要求精確的固定間距，所以一般不適用于變溫測(cè)試，這時(shí)候可選擇平行板轉(zhuǎn)子進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于帶有熱間隙補(bǔ)償功能的流變儀，兩種轉(zhuǎn)子都可以用；
3、平錐板轉(zhuǎn)子所需測(cè)試的樣品量是所有轉(zhuǎn)子中最少的，低至幾十微升，對(duì)于珍惜樣品尤為重要，如生物流體和實(shí)驗(yàn)室合成的少量聚合物等；
4、平錐板轉(zhuǎn)子在測(cè)試時(shí)的流場(chǎng)是均勻的，同樣轉(zhuǎn)速下樣品內(nèi)不存在剪切速率梯度，在確定流變學(xué)性質(zhì)時(shí)，不需要對(duì)流動(dòng)動(dòng)力學(xué)作任何假設(shè)。
四、槳葉轉(zhuǎn)子
槳葉轉(zhuǎn)子適用于含大顆粒物或不均勻體系的樣品，可在測(cè)試過程中有效防止樣品的沉降。轉(zhuǎn)子尺寸根據(jù)樣品性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)的需求進(jìn)行選擇。槳葉轉(zhuǎn)子所測(cè)試的黏度為相對(duì)黏度。其幾何形狀如圖6所示：
五、可拋型轉(zhuǎn)子
可拋型轉(zhuǎn)子由連接桿、可拋上板和可拋下板組成，在組裝后與平行板轉(zhuǎn)子外形和使用相類似，一般應(yīng)用于具有固化行為的樣品或難以清理的樣品測(cè)試，測(cè)試完成后將可拋上板和下板從連接桿上卸下并拋棄即可。其幾何形狀如圖7所示：
六、其他轉(zhuǎn)子
為了適應(yīng)更多特殊樣品和項(xiàng)目的測(cè)試要求，旋轉(zhuǎn)流變儀廠家還提供各種特殊轉(zhuǎn)子，比如：測(cè)試易打滑樣品的防打滑轉(zhuǎn)子、界面測(cè)試的雙錐轉(zhuǎn)子、測(cè)試表面結(jié)痂樣品的環(huán)狀轉(zhuǎn)子、高溫高壓測(cè)試單元等等，除下圖所示的幾種轉(zhuǎn)子外還有很多選擇。
七、總結(jié)
在我們實(shí)際做測(cè)試之前，不僅要考慮樣品的黏度范圍、揮發(fā)性、均勻性、顆粒度、待測(cè)樣品量、是否易打滑等性質(zhì)，我們還要對(duì)更多樣品特性和項(xiàng)目測(cè)試需求進(jìn)行詳細(xì)了解，綜合考慮所有影響因素，選出最適合的轉(zhuǎn)子進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試，從而大大提高流變測(cè)試的效率及準(zhǔn)確性。關(guān)于流變測(cè)試的相關(guān)問題，您可以隨時(shí)聯(lián)系力晶科學(xué)，我們將為您提供及時(shí)、專業(yè)的服務(wù)。
