Применение веществ с улучшенными реологическими свойствами

В настоящее время существуют огромные области в производстве и использовании приборов, конструкция которых основана на знаниях о реологических свойствах различных веществ, также в нашем веке созданы аппараты, изучающие и снимающие данные о составе вещества за доли секунды. Ниже приведены примеры наиболее действенных таких аппаратов и приборов.

Реометр с преобразованием Фурье GBC MFR 2100 открывает новые горизонты в исследовании реологических свойств материалов. В традиционных реометрах используется вращение шпинделя с определенной частотой, тогда как MFR 2100 воздействует на пробу псевдослучайными колебательными импульсами. Такой подход в сочетании с развитым математическим аппаратом, использующим для обработки сигнала преобразование Фурье, обеспечивает полный анализ вязкостно-эластичных свойств пробы в широком диапазоне скоростей сдвига за считанные секунды. Таким образом, MFR 2100 прекрасно подходит для анализа свойств веществ с быстроменяющимися реологическими характеристиками, что особенно важно, например, при исследовании чернил для принтеров или клеев. Еще одной особенностью MFR 2100, отличающей его от традиционных реометров-вискозиметров является исключительно малый объем образца. MFR 2100 может работать с пробами менее 100 микролитров! Это расширяет область применения прибора в исследованиях дорогостоящих материалов, а также биологических образцов. Так, анализ реологических свойств человеческих слез, весьма важный при разработке и производстве контактных линз, с успехом осуществляется на MFR 2100. Рабочий диапазон MFR 2100 очень широк: от 1 мПа· с до более чем 100 000 Па· с, то есть реометр успешно справляется и с анализом жидкостей, близких по вязкости к воде, и с контролем свойств полимеров и битумов.

Улучшение реологических свойств существенно влияет на тампонажные составы низкой фильтрации для цементирования пологих горизонтальных скважин. Проблема цементирования таких скважин заключается в сохранении стабильности реологических свойств тампонажного раствора в период приготовления и доставки тампонажного раствора в скважину. Цементирование в условиях малых кольцевых зазоров связано с высокими гидродинамическими давлениями, возникающими при продавке тампонажного раствора. Наличие в разрезе проницаемых участков обусловливает интенсивное отфильтровывание немодифицированного тампонажного раствора в проницаемую часть разреза, в результате чего происходит изменение его реологических показателей. Отфильтровывание большей части свободной воды из немодифицированного тампонажного раствора происходит очень быстро — за 1−1,5мин тампонажный раствор теряет до 30% свободной воды, что делает его практически непрокачиваемым. Стабильность реологических показателей может быть обеспечена приданием раствору водоудерживающей способности.

Анализаторы текстуры компании Stable Micro Systems (Англия), позволяют проводить фундаментальные, эмпирические и имитирующие тесты для исследования реологических свойств твердых веществ, вязких жидкостей, порошков и гранулированных материалов. Испытания проводятся путем однократных, либо циклических воздействий на испытуемый образец путем сжатия или растяжения. В ходе теста в каждый момент времени измеряется усилие, которое необходимо приложить для деформации, вплоть до заданного момента окончания теста. Полученные зависимости позволяют оценить твердость, эластичность, прочность, вязкость, текучесть, консистенцию, адгезию и другие реологические параметры образцов. Особенность данных приборов — универсальность (возможность использования как для новых разработок, так и для проведения тестов в соответствии с международными стандартами) и высокая разрешающая способность, что позволяет получать наиболее точные результаты и улавливать малейшие отличия образцов.

Таким образом мы видим, что улучшение реологических свойств мелкодисперсных суспензий играет существенную роль в развитии современной промышленности.