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在旋轉流變儀上使用振蕩測試表征凝膠性質(AN 159)

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凝膠可以看作是一個固態立體網絡,填充在液態介質的整個空間中。這種網絡結構可能是物理或化學相互作用的結果,導致形成物理和化學凝膠,分別具有不同程度的剛性。典型的化學凝膠包括硫化橡膠和固化環氧樹脂等材料,這些材料本質上以共價鍵發生分子交聯。物理凝膠是由于氫鍵、范德華力或靜電相互作用通過分子間締合形成的。這類凝膠例如顆粒狀凝膠,粘土分散體和締合聚合物等等。

G(或動態振蕩測試中的彈性模量 G')是表征凝膠特性的重要參數。對于理想的凝膠,G' 應該與頻率無關,因為不會發生結構松弛。然而,許多凝膠顯示出某些頻率依賴性,表明在不同的時間尺度內存在結構松弛。在表征凝膠時,這種松弛過程也很重要。

凝膠的另一個特點是屈服應力,屈服應力是破壞三維網絡結構并導致流動所需的臨界應力。確定屈服應力的方法多種多樣,但靈敏的方法之一是振幅掃描法,即測量彈性應力分量σ'(通過 G' 與彈性結構關聯)隨應變振幅的變化關系,將曲線上的峰值應力作為屈服應力,該點對應的應變即屈服應變,它與結構的脆性有關。

實驗研究了三種凝膠體系:發膠;成分為黃原膠-甘露聚糖的口香糖;締合聚合物-表面活性劑體系。

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