Kurzzeit-Rotations-Rheometer zur Messung von hohen Schub- und Normalspannungen bei großen Schergefällen

Zusammenfassung

Die Schwierigkeiten, die sich bei der Ermittlung rheologischer Stoffeigenschaften bei großen Zähigkeiten und hohen Schergefällen durch die starke Wärmeentwicklung in der Strömung ergeben, können in gewissen Grenzen durch sehr kurze Scherzeiten behoben werden. Es wurde ein Rotationsrheometer gebaut, dessen Antrieb und Meßeinrichtungen extrem kurze Versuchszeiten im Bereich von 10 bzw. 100 Millisekunden zulassen. Das Rheometer ist zur Messung der Schubspannungsfunktion und der beiden Normalspannungsdifferenzen bei Schergefällen bis 10⁴ s⁻¹ und Temperaturen bis 260°C eingerichtet. Aus dem Anlauf- und Bremsverhalten der Flüssigkeit können ferner elastische Parameter bestimmt werden. Es werden erste Ergebnisse mitgeteilt, die an einerCouette-Apparatur mit ähnlichem Antrieb für hochviskoses Siliconöl erhalten wurden. Das Material zeigt während des Anlaufes einen ausgeprägten Strukturzusammenbruch.

Summary

The difficulties in determining the rheological properties of highly viscous liquids at high shear rates, caused by the considerable heat production in the flow, can be resolved within certain limits by drastically reducing the shearing time. A rotational rheometer has been designed, drive and measuring equipment of which allow to do the tests within 10 to 100 milliseconds. The rheometer is suited for measuring the shear stress function and the two normal stress functions at shear rates up to 10⁴ sec⁻¹ and at temperatures up to 260°C. Moreover, from the behaviour of the liquid during acceleration and deceleration elastic parameters can be determined. First results are presented which have been obtained with highly viscous silicon-oil using aCouette apparatus instead of a cone and plate arrangement. The material showed a pronounced structure break-down during acceleration