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化學反應過程中的流變測試

發(fā)布時間:2024-03-06
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當需要用流變學研究某一化學反應過程時,常用時間掃描或溫度掃描(下節(jié)詳述)進行測試,最常見的應用是熱固性聚合物(如環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺等)的固化過程、凝膠反應過程、UV 固化反應過程、氧化分解過程等等。


常用方法:

(1)穩(wěn)態(tài)剪切測試:在恒定的剪切速率下,通過粘度或應力隨時間的變化表現(xiàn)樣品的變化過程,此方法的限制在于無法測試到樣品固化的狀態(tài),反應到一定程度,就要結束測試,可能無法表現(xiàn)反應的整個過程,并且需要考慮剪切對樣品的反應是否會產生影響。

(2)動態(tài)振蕩測試:在恒定的應變(應力)、頻率條件下,通過模量 G’、G”隨時間的變化描述樣品的變化過程。此方法的優(yōu)點正好彌補了剪切模式的缺點,即可以實現(xiàn)從反應初始到反應結束的整個過程(從液體到固體),并且小角度振蕩不會影響樣品的反應過程。


如圖所示,是一個樣品的時間掃描曲線。在測試開始的時候,G”>G’,樣品表現(xiàn)為流體特征,即溶膠狀態(tài);隨著測試的進行,到達時間 tCR,tCR 表示固化過程(凝膠過程)開始發(fā)生的時間,從這一點開始,G’、G”都隨著時間的增加而迅速變大;當達到 tSG 點時,G’=G”、tanδ=1,這個點叫做溶膠凝膠轉變點;過了 tSG 點,G’>G”,樣品表現(xiàn)出凝膠的狀態(tài);測試進行到最后,G’、G”都趨近于恒定的值,固化過程(凝膠過程)基本完成。

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