Anar al contingut (clic a Intro)
UdG Home UdG Home
Tancar
Menú

Serveis Tècnics de Recerca

Reòmetre Rotacional

El terme reologia es defineix com l'estudi de la deformació i el flux dels materials. La reometria rotacional és una tècnica analítica que permet mesurar, entre d’altres, la viscositat i les propietats viscoelàstiques (per exemple, G', G”, tan δ) per a una àmplia gamma de materials, inclosos fluids, semisòlids, i sòlids.

Durant l'anàlisi amb el reòmetre, la mostra es col·loca en una geometria determinada i es sotmet a un esforç controlat, mesurant la deformació resultant.

Sol·licitud de treball

Per tal de sol·licitar l'anàlisi de mostres per reometria rotacional, us heu de posar en contacte amb el personal responsable de l'equip.

Cal informar de la toxicitat i precaucions d’emmagatzematge de les mostres. Si no es venen a buscar, els excedents de mostra seran destruïts en el termini d'una setmana des de l'entrega de resultats.

Característiques de l'equip

Anton Paar MCR 302e

Any :
2023
Geometries:
• Plats paral·lels (mostres sòlides)

• Cilindres concèntrics (mostres líquides) 
Rang de temperatures:
De -50 °C a 220 °C
Torque rotació mínim:
1 nNm
Torque oscil·lació mínim:
0.5 nNm
Torque màxim:
230 mNm
Rang de velocitat angular:
De 0 a 314 rad/s
Rang de freqüència angular:
De 10-7 a 628 rad/s
Força normal:
-50 a 50 N

Com funciona?

En un assaig de reometria rotacional el material es sotmet a un esforç tallant. Aquests esforços es produeixen en un reòmetre rotacional utilitzant diferents geometries, com ara cilindres concèntrics (mostres líquides) o plats paral·lels (mostres semisòlides). En el cas de la geometria de cilindres concèntrics la mostra es situa en l’espai anular entre el cilindre extern fix (anomenat copa) i l’intern (rotor mòbil). En la geometria de plats paral·lels, la mostra es col·loca entre el plat inferior fix i el superior mòbil.

La viscositat dinàmica és el paràmetre principal que permet establir les equacions constitutives que relacionen esforç i deformació a tallant. Amb la reometria rotacional es poden obtenir les corbes de flux que relacionen la viscositat de la mostra o de l’esforç a tallant amb la velocitat de deformació a tallant.

L’altre mode d’assaig amb el reòmetre és l’oscil·latori, en el què es monitoritza la resposta viscoelàstica. Així es poden obtenir els mòduls d'emmagatzematge a tallant (G') i de pèrdues (G'') en funció de la temperatura, la freqüència de deformació o en funció del temps en el cas de reaccions que modifiquin les propietats viscoelàstiques de la mostra.

Aplicacions / Casos pràctics

El reòmetre rotacional és un equip molt versàtil, algunes de les seves principals aplicacions són:

  • Obtenció de les corbes de flux/viscositat
  • Estudi del comportament viscoelàstic
  • Processos de gelificació
  • Seguiment del curat de resines

Cas pràctic 1, corbes de flux de maioneses comercials

En els fluids Newtonians la relació entre l’esforç tallant i la velocitat de deformació és lineal. Això implica que la viscositat pugui considerar-se constant (sempre i quan la temperatura i la pressió es mantinguin també constants). A més, en un fluid newtonià no cal un esforç mínim per a que comenci a fluir.

La resta de fluids on, o bé la relació entre esforç tallant i velocitat de deformació no és lineal o bé requereixen d’un esforç mínim per a que comencin a fluir (yield stress), es consideren fluids no Newtonians.

A continuació es presenten les corbes de flux característiques dels fluids Newtonians i la dels principals tipus de fluids no Newtonians:

Figura 1.1. Corbes de flux característiques de diferents tipus de fluids.

En aquest cas pràctic s’han obtingut les corbes de flux de tres tipus de maioneses comercials. Aquestes maioneses difereixen principalment en el contingut de greix i tipus d’oli emprat:

  • Maionesa A: oli de soja (68%) amb 70g de greix en 100g de maionesa.
  • Maionesa B: oli de soja (64%) amb 61g de greix en 100g de maionesa.
  • Maionesa C: oli de gira-sol (65%) amb 70g de greix en 100g de maionesa.

Figura 1.2. Corba de flux de 3 maioneses comercials

D’acord amb les corbes de flux de la figura 1.2, les maioneses tenen un comportament de fluid no Newtonià, degut a presentar un esforç tallant mínim per tal de que comencin a fluir (esforç de fluència o yield stress).

En un estudi publicat (Liu, H. et. al., 2007), es va concloure que el contingut de greix present en maioneses influeix significativament en les corbes de viscositat, sent el yield stress més elevat a mesura que el contingut de greix augmenta. Aquest fet es pot comprovar si es comparen les maioneses A i B, ambdues elaborades amb oli de soja. La maionesa A, amb major contingut de greix, presenta un yield stress superior a la maionesa B.

També cal destacar com el tipus d’oli emprat en l’elaboració de la maionesa afecta a la corba de flux. Així, la maionesa C, elaborada amb oli de gira-sol, presenta un yield stress superior al de la maionesa A, tot i que ambdues tinguin el mateix contingut de greix (70% en pes).

Bibliografia

Liu, H., Xu, X. M., & Guo, S. D. (2007). Rheological, texture and sensory properties of low-fat mayonnaise with different fat mimetics. LWT - Food Science and Technology, 40(6), 946–954

Cas pràctic 2, gelificació i curat d'una resina termoestable

Les mesures oscil·lants en reologia s'utilitzen per determinar el temps de gelificació de resines termoestables. Aquests experiments consisteixen en monitoritzar els canvis tant en el mòdul d'emmagatzematge (G’) com en el mòdul de pèrdua (G’’) en funció del temps, utilitzant un moviment oscil·latori a tallant amb amplitud i freqüència constants (Fig. 2.1). El punt de tall de G’ i G’’ s’identifica com el punt de gelificació.

Figura 2.1. Determinació del temps de gelificació d’una resina termoestable a una temperatura constant.

Més informació

L’adquisició d’aquest equipament ha estat cofinançat pel Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades a través del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) i del Pla de Recuperació, Transformació i Resiliència (MRR).

Ministerio de Ciencia e Innovación, Unión Europea Fondo Europeo de Desarrollo Regional "Una manera de hacer Europa" Agencia estatal de investigación PID2021-124766OA-100 i PID2021-126989ob-100

Ministerio de Ciencia e Innovación, Financiado por la Unión Europea NextGenerationEU Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, Agencia Estatal de Investigación, Ref. projecte: TED2021-131153B-C21

Escull quins tipus de galetes acceptes que el web de la Universitat de Girona pugui guardar en el teu navegador.

Les imprescindibles per facilitar la vostra connexió. No hi ha opció d'inhabilitar-les, atès que són les necessàries pel funcionament del lloc web.

Permeten recordar les vostres opcions (per exemple llengua o regió des de la qual accediu), per tal de proporcionar-vos serveis avançats.

Proporcionen informació estadística i permeten millorar els serveis. Utilitzem cookies de Google Analytics que podeu desactivar instal·lant-vos aquest plugin.

Per a oferir continguts publicitaris relacionats amb els interessos de l'usuari, bé directament, bé per mitjà de tercers (“adservers”). Cal activar-les si vols veure els vídeos de Youtube incrustats en el web de la Universitat de Girona.