Seminar für Rheologie Rheologie in allen Dimensionen

Das im Januar 2007 erstmals durchgeführte Anwendungsseminar für Rheologie gab den rund 50 Teilnehmern eine Einführung in die Methoden der 3D-Rheologie (Rotation und Oszillation), der 2D-Rheologie von Grenzflächensystemen, den rheooptischen Methoden sowie der Röntgenkleinwinkelstreuung.

Anbieter zum Thema

Anton Paar GmbH

Glatt Ingenieurtechnik GmbH

Solvias AG

SINTERFACE Technologie GbR

Am 16. und 17. Januar 2007 fand im Wissenschaftspark Wista in Berlin-Adlershof eine, nach Angaben der Veranstalter Anton Paar Germany und Sinterface Technologies, neue Art von Anwenderseminar zur Rheologie statt. Erstmalig widmete sich eine Veranstaltung gleichzeitig der Volumen- (3D) und der Grenzflächenrheologie (2D).

Vorträge aus Industrie und Wissenschaft

Die Vorträge der Organisatoren und Referenten aus Forschung und Industrie (u.a. TU Berlin, Uni Potsdam und dem MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung) zeigten große Übereinstimmungen und Gemeinsamkeiten in der 2D- und 3D-Rheologie auf. Diese Gemeinsamkeiten beruhen dabei auf den grundsätzlichen Prinzipien der Rheologie. Beide Wissensgebiete nutzen die gleichen Analogien (Feder- und Dämpfermodell), um die elastischen und viskosen Anteile von Stoffsystemen sowohl in der Volumen- als auch in der Grenzflächenrheologie zu repräsentieren. Das Seminar gab eine Einführung in die Grundlagen der Rheologie im Rotationsmodus und Oszillationsmodus. Es wurden ebenfalls spezielle rheooptische Methoden erörtert, d.h. Kombination von Rheometern mit unterschiedlichen optischen Systemen, wie z.B. Mikroskop, Kleinwinkel- und Weitwinkellichtstreuung, Röntgen- und Neutronenstreuung.

Während die Grenzflächenscherrheologie eine Übergangszone repräsentiert, die auch mit 3D-Rheometern und speziellen Messsystemen zugänglich ist, stellen die Parameter der Dilatationsrheologie einzigartige Messgrößen dar. Aufgrund der jungen Geschichte der Grenzflächenmechanik gibt es erst seit wenigen Jahren kommerzielle Messgeräte auf dem Markt. Die modernen Geräte zur Messung der Dilatationselastizität und -viskosität basieren überwiegend auf dem Prinzip der Deformation von Tropfen und Blasen. Die allgemeinen Aspekte der Grenzflächenforschung und die Prinzipien der Grenzflächenrheologie bei Scher- und Expansions-Kompressions-Beanspruchung wurden in Berlin zunächst in ihren Grundlagen dargestellt. Die Scherrheologie sowie die Dilatationsrheologie als die beiden Hauptdeformationsarten von flüssigen Grenzflächen wurden dann in Form eines historischen Überblicks und experimenteller Messbeispiele ausführlich erklärt.

Messmethoden in der Volumenrheologie haben sich als sehr nützlich bei der Strukturanalyse von viskoelastischen Stoffsystemen herausgestellt. Die Auswirkungen auf die Form und die Größe von Tensidmizellen, sowie die Art der Interaktion zwischen Polymeren und Tensiden, die beide zu verschiedenen Arten von flüssigen Phasen führen, können sehr erfolgreich anhand dieser Messmethoden studiert werden. Diese Techniken werden auch in den industriellen Forschungs- und Entwicklungslaboratorien mit steigender Tendenz zur Strukturanalyse eingesetzt. Dabei spielen die oszillatorischen Messmethoden eine immer größere Rolle, da durch diese Messmethode auch die elastischen Anteile quasi direkt gemessen werden können. Kenntnisse über die Dilatations- und Scherrrheologie von Grenzflächen, die sich durch Tenside und Proteine bilden, haben sich als wichtig für das Verständnis der Stabilisierung oder Destabilisierung von Schäumen und Emulsionen herausgestellt. Rheologische Studien von komplexen Stoffsystemen bei der Lebensmittelherstellung und bei vielen anderen industriellen Fertigungsverfahren sind sowohl bei der Sicherung der Produktionsstabilität, als auch bei der Qualitätsendkontrolle der Produkte immer wichtiger geworden. Beiträge zum rheologischen Verhalten von Schäumen und komplexen Flüssigkeiten zeigten, wie eng verknüpft die Volumen- und die Grenzflächenrheologie sind.

Testsysteme zu Demozwecken im Einsatz

Die Testmessungen zur 3D-Rheologie wurden mit zwei Physica MCR301-Rheometersystemen durchgeführt, wobei ein MCR301-Rheometersystem mit einem Mikroskop gekoppelt wurde, was die aktuellen Möglichkeiten der Rheooptik aufzeigte. Die grenzflächenrheologischen Anwendungen wurden mit dem Grenzflächenscherrheometer ISR-1 und dem Tropfen/Blasen-Profilanalyse-Tensiometer PAT-1 von Sinterface für niedrig- und hochfrequente Oszillationsdeformationen von Oberflächen und Grenzflächen demonstriert. map

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