流變儀（Rheometer）是表征物體流變行為的實(shí)驗(yàn)裝置。對(duì)于流體特別是高分子，可以測(cè)定具有粘彈性性質(zhì)，情況復(fù)雜的多種物質(zhì)，流變儀可以測(cè)量不同應(yīng)力或不同應(yīng)變速率下黏度和模量的變化。隨著流變學(xué)的發(fā)展與流變技術(shù)的廣泛應(yīng)用，流變儀可用于化妝品、藥品藥物、聚合物熔體、懸浮液、乳液、紙張涂料、洗滌劑和食品等不同物品的物理性質(zhì)測(cè)試，對(duì)于高校教學(xué)來(lái)說(shuō)，流變儀可應(yīng)用于材料、化學(xué)、食品、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境等專(zhuān)業(yè)的教學(xué)和科研工作中。那么流變儀在本科教學(xué)中可以開(kāi)展哪些實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

1、聚合物溶液的纏結(jié)濃度的測(cè)定

當(dāng)高分子以分子狀態(tài)分散在溶劑中所形成均相體系稱(chēng)為高分子溶液，目前廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑和纖維紡絲等領(lǐng)域。聚合物在水溶液中的構(gòu)象隨著溶液濃度的改變而發(fā)生變化。對(duì)聚合物溶液的臨界濃度參數(shù)研究不僅具有理論意義，而且具有重要的實(shí)用價(jià)值。

通過(guò)流變實(shí)驗(yàn)，借助旋轉(zhuǎn)流變儀，可以測(cè)定一系列不同濃度的聚合物溶液的增比粘度，并繪制p-c曲線(xiàn)，通過(guò)曲線(xiàn)擬合和標(biāo)度率確定臨界交疊濃度和纏結(jié)濃的值。

2、粒子填充聚合物復(fù)合體系流變性能的測(cè)定

為了提高聚合物基體的力學(xué)性能和耐熱性，填充復(fù)合改性（在聚合物基體中填充無(wú)機(jī)納米粒子）是一種有效的方法。通過(guò)動(dòng)態(tài)流變性能的測(cè)定，可以研究填充無(wú)機(jī)粒子的體積分?jǐn)?shù)、形狀對(duì)復(fù)合體系的彈性、力學(xué)松弛時(shí)間和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等的影響。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生掌握平板硫化機(jī)制備圓片試樣的方法，認(rèn)識(shí)無(wú)機(jī)粒子對(duì)聚合物基體的填充增強(qiáng)效應(yīng)，為聚合物材料的復(fù)合改性打下了一定的基礎(chǔ)。

3、聚合物-膠體懸浮液的聚集穩(wěn)定性表征

膠體懸浮液的聚集穩(wěn)定性對(duì)于其實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要，通過(guò)添加聚合物可以調(diào)控膠體粒子間的相互作用勢(shì)能，從而影響其聚集穩(wěn)定性。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，添加的聚合物濃度不同會(huì)導(dǎo)致復(fù)合體系微觀結(jié)構(gòu)和宏觀力學(xué)性能不同。因此，聚合物的分子量和濃度對(duì)聚合物復(fù)合體系的流變特性有很大的影響。

4、物理凝膠化的流變表征

聚合物水凝膠是一類(lèi)能迅速吸收并保持大量水分而又不溶于水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料，目前廣泛在藥物控釋、細(xì)胞培養(yǎng)和廢水處理等領(lǐng)域。聚合物的溶液-凝膠轉(zhuǎn)變，即凝膠化的研究對(duì)認(rèn)識(shí)聚合物水凝膠的優(yōu)異性能的微觀來(lái)源和制備過(guò)程均具有重要的指導(dǎo)意義。該實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生充分掌握聚合物溶液的凝膠化轉(zhuǎn)變的理論知識(shí)，有助于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)聚合物的濃度對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。

5、測(cè)定淀粉糊化過(guò)程

測(cè)定淀粉糊化過(guò)程(振蕩模式,不破壞正在形成的結(jié)構(gòu),提高準(zhǔn)確性)，錐板體系振蕩模擬烘焙條件，衡量粘彈性變化，采用低剪切速率(0.00001-0.001 1/s)，衡量?jī)?nèi)部氫鍵結(jié)合力。固定形變和頻率，在一定溫度下，測(cè)試膠體形成的凝膠點(diǎn)。

6、巧克力粘性測(cè)定

巧克力最重要的流變學(xué)參數(shù)就是屈服應(yīng)力值，其流動(dòng)曲線(xiàn)遵循Casson 方程：把流動(dòng)曲線(xiàn)外推至零剪切速率來(lái)確定巧克力的屈服應(yīng)力值。屈服應(yīng)力與巧克力中所含的可可脂肪成分，巧克力漿中的可可粉、糖粉等的磨碎程度及卵磷脂的用量有關(guān)。在涂布巧克力層的時(shí)（威化巧克力、冰淇淋巧克力等），涂層的厚度取決于巧克力的屈服應(yīng)力，垂直面厚度取決于其粘度。

以上簡(jiǎn)單列舉幾例流變儀在教學(xué)中的測(cè)試，在各個(gè)學(xué)科的實(shí)際教學(xué)工程中，針對(duì)不同的樣品，流變儀可以測(cè)定樣品黏度（包括流動(dòng)曲線(xiàn)、屈服值、觸變性等）、儲(chǔ)能模量、損耗模量、法向力等，針對(duì)測(cè)試的樣品的不同，將流變參數(shù)與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合，如瓊脂的流變性能與其加工的便利性、貯藏穩(wěn)定的相關(guān)性、獼猴桃果膠等天然膠體在食品加工中的應(yīng)用、利用流變儀研究分離蛋白溶液穩(wěn)定性，對(duì)其加工運(yùn)輸儲(chǔ)存提供客觀數(shù)據(jù)指導(dǎo)等。

使用上海保圣RH-20流變儀對(duì)本科生教學(xué)，能幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)加工過(guò)程中高聚物物理形態(tài)變化的理解，加深對(duì)加工工藝影響最終產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和手段。同時(shí)，上海保圣流變儀還可用于質(zhì)量控制(QC)、生產(chǎn)和應(yīng)用、化學(xué)和機(jī)械工程、工業(yè)研究和開(kāi)發(fā)以及材料科學(xué)等。