Rheometrie

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Rheometrie/Viskosimetrie (Autor: Prof. Dr. H.-J. Radusch)

Arten von Fließvorgängen in der Rheologie

Die experimentelle Ermittlung des Zusammenhanges zwischen Schubspannung und Schergeschwindigkeit, der das Fließverhalten einer Polymer­schmelze beschreibt, kann mittels unterschiedlicher Versuchsanordnungen erfolgen, die jeweils den realen Beanspruchungsbedingungen nahe kommen oder die Spezifik des zu messenden Fluids berücksichtigen [1]. Dabei werden in den unterschiedlichen Rheometern charakteristische Strömungen realisiert, die bei der Auswertung des Experimentes zu berücksichtigen sind. Prinzipiell unterscheidet man fünf verschiedene Arten von Fließvorgängen, die zur rheologischen Charakterisierung herangezogen werden (Bild 1).

Bild

1:

Arten von Fließvorgängen bei der rheologischen Materialcharakterisierung: Fließen zwischen zwei parallelen ebenen Platten (einfache Scherung) (a), Fließen im Ringspalt (koaxiale Scherung/COUETTE-Strömung) (b), Fließen durch Rohre und Kapillaren (Teleskopscherung) (c), Fließen im Spalt zwischen zwei parallelen ebenen runden Platten oder einem Kegel und einer ebenen Platte (Torsionsscherung) (d) und Dehnfließen (e) (nach [2])

Aussgewählte Gerätesysteme der Rheometrie

Geräte zur Messung der viskoelastischen Eigenschaften von Flüssigkeiten und Festkörpern sowie Fluiden im Bereich zwischen idealen Festkörpern und Flüssigkeiten, werden Rheometer genannt. Geräte, die ausschließlich zum Messen des viskosen Fließverhaltens von Fluiden Verwendung finden, bezeichnet man als Viskosimeter [2].

Die Rheometer lassen sich nach ihrem Konstruktions- bzw. Wirkprinzip in die folgenden wesentlichen Gruppen untergliedern:

• Rotationsrheometer
• Kapillarrheometer
• Kugelfallviskosimeter und
• Dehnrheometer.

Detaillierte Ausführungen zu den unterschiedlichen geometrischen Ausführungsformen der aufgeführten Rheometertypen finden Sie unter [1].

Danksagung

Die Herausgeber des Lexikons danken Prof. Dr. H.-J. Radusch, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und Polymer Service GmbH Merseburg für diesen Gastbeitrag.

Literaturhinweise

[1]	Radusch, H.-J.: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: Grellmann, W.; Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 52/53, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
[2]	Schramm, G.: Einführung in die Rheologie und Rheometrie. Gebrüder Haake GmbH, Karlsruhe (1995)