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Rheometer Modulares Rheometerkonzept für alle Anwendungsbereiche

| Autor / Redakteur: Alexander Kutter / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Egal ob in der Routine-Qualitätskontrolle oder High-End-Forschung & -Entwicklung, rheologische Messungen sind in vielen Industriebereichen von enormer Bedeutung. Ein modulares Rheometer-Konzept bringt viele Vorteile, um die unterschiedlichen Applikationsanforderungen abzudecken.

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Abb. 1 Die dritte MCR-Generation bietet durch Zubehör wie die SALS-Zelle die Möglichkeit, simultan zur Rheologiemessung auch Kleinwinkellichtstreuung durchzuführen. (Bild: Anton Paar)
Abb. 1 Die dritte MCR-Generation bietet durch Zubehör wie die SALS-Zelle die Möglichkeit, simultan zur Rheologiemessung auch Kleinwinkellichtstreuung durchzuführen. (Bild: Anton Paar)

Anton Paar führt in diesem Jahr die dritte Generation der Rheometer der MCR-Serie weltweit ein. Das modulare Konzept und die vollständige Abwärtskompatibilität zu den vorherigen Generationen sorgt dafür, dass bereits erworbene Messsysteme weiter verwendet werden können. Die Software und patentierte Features wie der Toolmaster, das automatische Messsystemerkennungs- und Konfigurationssystem, bilden die Basis für schnelle und einfache Wechsel der Messsysteme, egal ob von Kegel-Platte- oder Platte-Platte-Messsystemen zu Zylindermesssystemen oder zu Sondermesszellen.

Automatische Erkennung gegen mögliche Fehler

Rheometer arbeiten alle nach demselben Prinzip: Gemessen werden Drehwinkel, Drehmoment und die Zeit. Die Umrechnung dieser Größen in die geräte- und geometrieunabhängigen rheologischen Größen wie Scherrate, Schubspannung und Deformation erfolgt mittels messsystemspezifischer Faktoren. Die falsche Zuordnung ausgewählter Messsysteme kann dabei für die falsche Umrechnung der Geräte- in die rheologischen Größen sorgen. Bei Anton-Paar-Rheometern trägt jeder Messkörper und jede Temperiereinheit einen individuellen Toolmaster. Da jeder Messkörper, bevor er das Werk verlässt, auf den Mikrometer genau vermessen wird, ist es möglich, neben seiner Seriennummer auch die oben erwähnten Faktoren präzise zu ermitteln und abzuspeichern. Dadurch fallen die Messungen genauer aus. Durch die automatische Erkennung beim Einbauen der Temperierkammer und des Messsystems sowie die Zuordnung über die Seriennummer gehören Verwechslungen der Vergangenheit an.

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Abseits der klassischen Rheologie in Rotation und Oszillation und neben den verbesserten Spezifikationen bietet ein Rheometer der MCR-Serie als Grundgerät eine ganze Reihe an Sondermesszellen, die sich leicht wechseln lassen. Beispiele hierfür sind dynamisch-mechanisch-thermische Analysen (DMTA) in Torsion oder Dehnung (z.B. zur Bestimmung von Glasübergängen), Grenzflächenrheologie, Tribologie oder Rheologie kombiniert mit optischen Messmethoden (z.B. Doppelbrechung, Kleinwinkelstreuung, Mikroskopie, UV-Härtung). Für DMTA-Messungen stehen eine Reihe von Halterungen für Filme, rechteckige oder runde Festkörper zur Verfügung. Das mechanische Verhalten dieser Materialien lässt sich über weite Temperaturbereiche aus dem glasigen in den geschmolzenen Zustand bestimmen und charakterisieren. Dazu zählen beispielsweise Übergangstemperaturen und Relaxierungsvorgänge oder die absoluten Werte für den Speicher- und Verlustmodul. Zu den weiteren Neuerungen zählt der Optikbaukasten. Dieser ermöglicht es, von der Temperierung (Peltier und elektrisch) bis hin zum Messsystem die gewünschte Konfiguration zusammenzustellen und nachträglich zu erweitern und auszubauen. Ein Beispiel ist die Small-Angle-Light-Scattering-Zelle (SALS) zur Messung von Kleinwinkelstreuung an Probenpartikeln, und das simultan zur Rheologie (s. Abb. 1).

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