Rotationsrheometrie

Was bei der Rotationsrheometrie gemessen wird

Bei der Rotationsrheometrie wird eine Probe zwischen definierten Messgeometrien belastet und ihr Widerstand gegen Scherung oder oszillierende Verformung erfasst. Daraus lassen sich unter anderem Fliesskurven, Viskositätsverläufe sowie elastische und viskose Anteile ableiten. Die Methode ist besonders geeignet, wenn nicht nur ein Einzelwert, sondern das Verhalten über einen Messbereich betrachtet werden soll.

Typische Anwendungen in der Kunststoffprüfung

In Kunststofflaboren wird die Methode eingesetzt, um Verarbeitungs- und Formulierungsfragen zu beurteilen. Dazu gehören die Untersuchung von Scherverdünnung, die Bewertung von Temperaturabhängigkeiten, das Verhalten gefüllter oder additivierter Systeme sowie die Beobachtung zeitabhängiger Änderungen während Erwärmung, Haltezeit oder Abkühlung. Auch bei Entwicklungen von Compounds, Kleb- und Dichtmassen oder polymerbasierten Suspensionen liefert die Rotationsrheometrie verwertbare Daten.

Messarten und auswertbare Kennwerte

Je nach Fragestellung kommen stationäre Scherversuche, Oszillationsmessungen, Temperatur- oder Zeitsweeps zum Einsatz. Stationäre Messungen zeigen, wie sich die Viskosität mit der Scherrate verändert. Oszillatorische Verfahren erfassen viskoelastische Eigenschaften und machen sichtbar, ob ein Material eher flüssig, elastisch oder strukturiert reagiert. Ergänzend können Übergänge, Strukturabbau oder Strukturaufbau unter definierten Prüfbedingungen beobachtet werden.

Abgrenzung zu MVR/MFR, Hochdruckkapillarrheometer und intrinsischer Viskosität

Innerhalb der rheologischen Prüfungen deckt die Rotationsrheometrie vor allem niedrige bis mittlere Scherbereiche und viskoelastische Effekte ab. MVR/MFR liefert dagegen einen einfachen Kennwert für das Fliessverhalten unter festgelegten Bedingungen, ohne ein vollständiges Rheogramm bereitzustellen. Das Hochdruckkapillarrheometer wird eingesetzt, wenn hohe Scherraten nahe an Verarbeitungsbedingungen relevant sind. Die intrinsische Viskosität dient hingegen der indirekten Beurteilung gelöster Polymerketten und ist methodisch klar von der Rotationsrheometrie zu trennen.