CPP附件

延迟边缘破裂,实现前所未有的非线性流变测量能力。

ARESG2与ARESG3流变仪的CPP附件可在振荡与稳态剪切模式下,对高弹性材料进行大变形测试,从而显著扩展测试能力。CPP夹具是在传统锥板夹具基础上的改进设计,其中仅板中心区域与应力测量系统相连。该结构在有效测量面周围形成一圈样品“保护环”,可延迟边缘失效,使弹性材料能够承受更高应变而不影响测量。强制对流炉(FCO)可提供均匀且稳定的温度控制。CPP是ARES系列流变仪独有的夹具设计,进一步强化其在LAOS测试与聚合物流变研究中的优势。

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特点与优势

  • 通过延迟边缘破裂,可在LAOS测试中获得更高应变,并在聚合物流变中实现更高剪切速率。
  • 减少样品修边带来的操作员依赖性,提高数据重现性。
  • 紧凑设计可与FCO的−150°C至600°C高精度、快速响应温控完全兼容。
  • 独特结构便于安装、对准与清洁,从而提升测试通量。

技术

CPP夹具由一个25mm环形板与一根固定在 ARESG2/G3流变仪机架上的中空轴组成。环形区域中央设有一个10mm小圆板,作为有效测量面,与扭矩/法向力传感器相连。下部夹具为直径25mm、锥角0.1rad的锥形夹具。由于测量发生在内侧10mm的有效测量面,边缘断裂初期不会影响数据,从而可对聚合物熔体等材料进行前所未有的LAOS与稳态剪切测试。此外,有效测量面的样品边缘被同种材料“包围”,大幅降低样品修边的影响,提高数据重现性并减少操作员依赖性。最后,该夹具对准要求极低,并可轻松拆卸以便清洁。

LAOS测量

下图展示了使用标准锥板夹具与分区锥板夹具测量LDPE时,基本剪切模量与相对谐波强度随应变幅度变化的关系。在80%应变以内,CPP与标准夹具的结果一致性良好。超过80%后,标准夹具测得的剪切模量明显低于 CPP。标准锥板夹具在高应变下发生边缘断裂,会破坏样品状态,导致模量测量偏低。CPP对此类伪影不敏感,可在高达3000%应变下获得可靠数据。谐波强度在两种夹具间保持一致,但严重断裂会使 80% 应变以上的剪切模量失效。

瞬态黏度与法向力测量

CPP夹具在高应变下也能提供更一致的稳态结果。在CPP配置下,测得的法向力由第一与第二法向应力差共同贡献。通过标准与CPP夹具的对比实验,可提取第二法向应力差。

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