¿Qué es un Reómetro?
La reología es la ciencia que estudia el flujo y la deformación de los materiales. La reometría, por otro lado, es un método utilizado para evaluar las propiedades reológicas de los materiales, y el reómetro es el dispositivo utilizado en esta evaluación.
Para medir las propiedades reológicas de un material, se aplica un movimiento rotatorio u oscilatorio a una muestra colocada en el reómetro, y luego se miden las tensiones producidas. Esto permite cuantificar diversas propiedades del material.
Cambiando la fijación en la sección de ajuste de la muestra, puede medirse una amplia gama de muestras, desde líquidos a sólidos, dependiendo del tipo de muestra.
Usos del Reómetro
A continuación se enumeran algunos ejemplos de uso:
- Cuantificación del tacto, por ejemplo, textura de alimentos, tacto de cosméticos, etc.
- Dispersabilidad de pinturas y otros materiales, evaluación de la sedimentación y propiedades de recubrimiento,
- Evaluación del comportamiento de fusión y procesabilidad de moldeo de polímeros.
- Evaluación del comportamiento de curado de adhesivos termoendurecibles y resinas de curado UV.
- Evaluación de la fluidez en el proceso de fabricación.
- Cambios de las propiedades físicas en función de la temperatura.
Así pues, los reómetros se utilizan en una gran variedad de campos. Las propiedades viscosas y viscoelásticas obtenidas de las mediciones no sólo se utilizan como indicadores para la investigación y el desarrollo, sino también para el control de calidad.
En campos de investigación básica como la química de polímeros, los resultados de las mediciones obtenidas con los reómetros se utilizan para estudiar la estructura molecular de los materiales, lo que conduce a la búsqueda de materiales altamente funcionales y al desarrollo de materiales y productos seguros y eficaces.
Principio de los Reómetros
Un reómetro es un dispositivo utilizado para medir la viscosidad y las propiedades viscoelásticas de un material.
Una de las plantillas utilizadas en el reómetro es la placa cónica, que consiste en una combinación de un cono y un disco. La muestra se coloca entre las placas superior e inferior de la plantilla, y la placa superior se hace girar o vibrar para medir las propiedades viscoelásticas de la muestra. En algunos casos, también es posible controlar la temperatura de la muestra durante la medición.
Para medir la viscosidad, se calcula la resistencia a la rotación (par) cuando la plantilla superior gira a una velocidad determinada.
Para determinar las propiedades viscoelásticas, se aplica una vibración rotatoria a la derecha y a la izquierda de la placa superior. La respuesta de la muestra se registra como una onda de tensión sinusoidal. La diferencia de fase entre esta onda de tensión y la onda sinusoidal de la vibración se utiliza para determinar la naturaleza líquida o sólida de la muestra, mientras que la amplitud de la onda de tensión se utiliza para cuantificar su solidez.
La placa cónica está diseñada principalmente para medir muestras líquidas, pero con una plantilla de sujeción adecuada, también es posible medir muestras sólidas moldeadas en tiras. Además, existen otras plantillas y dispositivos específicos para diferentes tipos de muestras, lo que permite medir una amplia variedad de materiales, desde sólidos hasta líquidos. También se pueden realizar otras mediciones adicionales, como el módulo de relajación, la conformidad de fluencia y el límite elástico, entre otras.
Mediciones en Aplicaciones de Reómetros
El reómetro ofrece una gran variedad de opciones. Éstas pueden utilizarse para (i) controlar el entorno de la muestra, como la humedad o la irradiación UV, al evaluar la viscosidad y las propiedades viscoelásticas, como se ha descrito anteriormente, (ii) combinar la espectroscopia Raman, la dispersión de luz de ángulo pequeño, la microscopía y los instrumentos de medición de impedancia para medir simultáneamente la viscosidad y las propiedades viscoelásticas, y (iii) aplicar las funciones del reómetro al flujo de polvo y a la fricción superficial. También se puede medir la resistencia.
En particular, la opción de medición simultánea (2) permite medir los cambios en los espectros de impedancia y Raman, así como los cambios en las propiedades físicas que acompañan a los cambios en la temperatura de la muestra y la velocidad de deformación, de modo que no sólo se pueden obtener simultáneamente macropropiedades físicas como la viscosidad y las propiedades viscoelásticas, sino también información interna de la muestra.