Kinexus, bien plus qu’un rhéomètre !

Il est souvent nécessaire de mesurer, ou au moins d’estimer, les véritables valeurs de viscosité en utilisant des systèmes de mesure non standard sur un rhéomètre rotatif. Cela peut être pour reproduire un processus de mélange ou de fabrication à l’échelle du laboratoire, pour maintenir un échantillon dispersé et uniforme pendant une mesure ou pour mesurer une propriété rhéologique qui serait difficile ou impossible avec une configuration standard telle que « cône et plaque » ou « cylindres concentriques ».

Bien que des systèmes de mesure non standard puissent être utilisés sur nos rhéomètres rotatifs Kinexus (tels que des systèmes fabriqués sur mesure attachés via notre adaptateur de géométrie universel), la détermination du véritable cisaillement et du taux de cisaillement pour de telles configurations n’est pas triviale. Contrairement au « cône et plaque » ou aux « cylindres concentriques à faible écart », où le taux de cisaillement et la contrainte de cisaillement sont généralement bien définis et peuvent être calculés à partir de données brutes de couple et de déplacement, pour des géométries non standard telles que des mélangeurs et même des géométries régulières immergées dans un fluide, ce n’est pas le cas et seules les données brutes peuvent généralement être présentées.

Chez Malvern, nous avons développé une méthode empirique simple pour convertir le couple en contrainte de cisaillement et la vitesse angulaire en taux de cisaillement pour des systèmes de mesure non standard, permettant aux utilisateurs d’estimer les véritables valeurs de viscosité en fonction du taux de cisaillement pour notre gamme d’outils de dispersion ou de systèmes de mesure sur mesure. Nous avons récemment publié un article détaillant ce travail intitulé «Méthode simple pour déterminer les constantes de contrainte et de déformation pour les systèmes de mesure non standard sur un rhéomètre rotatif», qui est disponible dans l’édition imprimée d’août de Applied Rheology et via le Site Web de Applied Rheology (Open Access).

Sans entrer dans les détails de l’approche ici (cela est discuté dans l’article), les deux graphiques ci-dessus démontrent sa validité. Ceux-ci montrent des courbes d’écoulement comparables obtenues avec une configuration cône-plaque et un mélangeur-tasse (montré ci-dessous), pour un gel douche (à gauche) et une lotion pour le corps (à droite). Bien qu’il puisse ne pas être possible d’atteindre le même degré de précision de mesure en utilisant une configuration de mélangeur comparée à une configuration de mesure standard, en particulier pour les matériaux non newtoniens, des données comparables peuvent être obtenues si l’utilisation de configurations non standard est jugée nécessaire ou bénéfique pour une application ou un type d’échantillon particulier.

Un tel type d’échantillon est un smoothie ! Dans un blog récent (Smoothie Wars!), nous avons comparé les profils de viscosité de smoothies fraîchement préparés en utilisant deux fabricants de smoothies populaires – le Nutri Ninja Pro et le Nutribullet. Comme montré ci-dessous (à gauche), ces suspensions de pulpe se séparent rapidement lorsqu’elles sont laissées au repos, d’où la nécessité de les maintenir dispersées pendant la durée de la mesure. L’utilisation de la configuration de mélangeur ci-dessus a très bien réussi, gardant l’échantillon en suspension tout en fournissant de bonnes données rhéologiques (ci-dessous à droite). La même approche pourrait être utilisée pour évaluer une gamme de différentes suspensions sujettes à la décantation, à la séparation de phases et à la synérèse, ou autrement pour surveiller l’évolution de la viscosité lors d’un processus de mélange, étendant ainsi les capacités du rhéomètre au-delà des tests standard.

Bien que le rhéomètre Kinexus soit un instrument analytique de précision utilisé principalement pour déterminer les propriétés visqueuses ou viscoélastiques des échantillons allant de liquides à faible viscosité à des solides rigides dans des conditions contrôlées, il s’agit également d’un instrument très polyvalent. En plus de ses capacités de rotation, il possède des capacités axiales avancées qui peuvent être utilisées pour des tests d’adhérence, des mesures de flux de compression et des tests d’étirement de filaments. L’application simultanée de la formation axiale et de cisaillement a également été utilisée pour reproduire la mastication de la nourriture, comme décrit dans un article récent du Journal of Food Science and Technology intitulé Chewing the Fat.

Ces capacités avancées sont rendues possibles par notre logiciel rSpace, qui permet de lier entre elles, ou avec d’autres actions logicielles/instrumentales, telles que les retours et choix utilisateurs, les calculs de valeurs, les boucles et déclencheurs, des actions de mesure rhéologiques fondamentales (ou blocs de construction de tests) afin de construire des tests « intelligents ». En gros, vous l’imaginez – Kinexus peut l’exécuter !

Consultez notre site Web pour nos notes d’application récentes sur les tests d’adhérence avec le Kinexus et ne manquez pas notre webinaire le 24 septembre sur « Comment réaliser des mesures de flux de compression« .

Soyez également à l’affût de la sortie ce mois-ci du logiciel rSpace (1.70), qui contient entre autres une bibliothèque mise à jour de séquences intégrées intelligentes (rSolution) pour résoudre une gamme de problèmes d’application – complémentaire à notre matériel d’application sur le site Web.

Ou pour voir notre portefeuille actuel de rhéomètres, veuillez visiter notre page Web sur les rhéomètres ici – https://www.malvernpanalytical.com/en/products/category/rheometers