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研究背景：

三个花生酱为产品样品确定如何测量其流动特性。产品样品被标记为良好、干燥和潮湿。

一位顾客想要一种对不同质量配方的硬度和一致性进行客观感官评价方法。即在实际生产成品之前，确定花生酱在加工过程中的反应。问题是太湿(软)的产品不会保持形状，太干的产品会破碎。产品的质构特征需要落在一个给定的范围内，以减少不可用产品的产生和生产延迟。

测试方法：

在测试之前，样品被允许平衡到室温。将给定数量的产品称重，并在每次测试复制时形成球状。然后用一个比装样品的容器小的活塞将样品反向挤压。所有测试均使用TMS-Pro分析仪以100 mm/min的速度完成。当活塞向下移动时，花生酱就会在压缩活塞周围流动起来。样品被压缩到距离容器底部10毫米的距离。使产品变形所需的力可以很好地说明半固态食品在加工条件下移动和行为的方式。

研究意义：

更好地理解产品在加工过程中的作用，全面提高了产品质量

消除与加工不合格成分相关的停机时间和返工

使用软件控制的质构分析仪对可接受性和制造加工效率进行分级的可重复方法

量化的硬度和粘度质地相关的接受或拒绝质量水平的硬度、流变性等

与其他食品行业相比，糖果行业是一个独特和多样化的行业，因为它涉及广泛的质构。质地描述是产品推广的重要组成部分，如柔软、耐嚼、光滑和脆脆。顾客希望产品既能提供口感又能提供味道。糖果行业的竞争非常激烈，独特和有趣的质地属性往往是产品成功的关键，好的质构特征让客户更满意。

研究亮点：客观测量测试方法，以评估耐嚼的水果点心感官咬合力，量化的硬度质构与初始咬合力和后续完全咬合力特征相关性。

实验背景：一家生产水果零食的公司需要一种方法来测量产品的质地，以确保成品的一致性。由于所使用的原材料会随时间而变化，因此生产过程需要相应地调整。目前的质量控制方法是完全主观的，结果因人而异。需要一种客观准确地测量产品的方法。

实验仪器：美国FTC质构仪

测试方法：经过几次试验后，确定一个简单的穿刺测试就可以了。这种方法被发现对产品产生一致的数据，并且快速和容易设置。样本被放置在一个平板上，并用直径3mm的不锈钢探针进行穿刺。仔细挑选形状和大小非常相似的样本。每个样品以200mm/min的速度穿透至20mm的距离。计算了所遇到的峰值力和功(曲线下的面积)。

研究意义：客户现在可以获得与历史主观评估相关的客观测量。简单的测试方法允许进行大量重复，以进行有意义的统计分析。结果很容易导出到其他程序，以便进一步分析。

炎炎夏日，来线上学习，让知识来“降温”，本期推荐流变相关的在线研讨会，点击“主题”进行报名，一起来充电。

01

主题：聚合物薄膜的表征

时间：2020-09-03

15：00-15：45

主讲人：Jiří Nohava, PhD., Tobias Husemann, Dr. Gregor Plohl, Dr. Matthias Walluch

02

主题：食品的流动特性控制

时间：2020-09-15

09：00-09：30

主讲人：Markus Nemeth, Dr. Pablo Zardoya-Laguardia

03

主题：锂离子电池组件的性能表征和优化

时间：2020-10-15

11：00-12：00

主讲人：Dr. Martin Thomas

流变&拉曼：表征高分子材料在融化和结晶过程中的宏观物性与微观结构

概述 
高分子的结晶能力与材料的结构特征相关，高分子的结构对称性越高，越容易结晶。选择合适的聚乙烯材料，需了解其微观结构。此外，聚合物的结晶和融化过程对很多工业生产工艺有较为重大的影响。研究聚合物结晶和融化过程，对于聚合物的优化改性和优化生产工艺来说至关重要。

聚乙烯产品
安东帕MCR系列流变仪和CORA系列拉曼光谱仪联用，研究茂金属聚乙烯（mPE）融化和凝固过程中物理、化学性能变化。一方面，流变仪追踪mPE融化和凝固过程中粘弹性变化，从宏观角度研究融化和结晶过程中物理性能的变化；另一方面，拉曼光谱仪测试相同过程mPE分子链结构变化，从微观分子角度展现融化和结晶过程伴随的化学结构变化。综合二者，对mPE融化和结晶过程进行了不同层面的探讨，为mPE的改优化和改性提供了可靠的依据。

MCR流变仪+CORA拉曼光谱仪
MCR-CORA联用示例：结晶过程 
降温试验，观察样品的结晶过程。样品在降温初始阶段，体现了常规的熔体行为，即损耗模量高于储能模量约半个数量级。在降温过程中，样品内能下降，分子热运动强度降低，其宏观行为体现为模量的小幅上升。模量上升的斜率接近于零。随后样品的模量快速上升，储能模量和损耗模量出现交点，样品黏弹性属性出现了显著的变化。这一过程中聚合物发生了大量结晶，分子间作用力增加，同时微晶体起到了物理交联的作用，造成了样品的模量上升超过260倍。

同一过程，拉曼光谱图反应了降温结晶过程中微观分子结构的变化。聚乙烯融化过程中聚合物分子CC长链构象发生了转变。固态PE在1128 cm-1峰很明显，这个峰来自于C-C长链全反式构象（all-trans conformation）。由于PE的结晶区CC链主要是C-C长链全反式构象（all-trans conformation）；因此，可用1128 cm-1峰作为结晶指标。此外，1060 cm-1的出现也与C-C长链全反式构象（all-trans conformation）有关。融化状态下，PE的C-C链的旋转产生了大量的邻位交叉构象（gauche conformation）破坏原有的C-C长链全反式构象，而1083 cm-1来自于邻位交叉构象C-C链。因此，用1083 cm-1表征聚合物的“无定形”状。另外两个峰，1300 cm-1和1440 cm-1，分来自于CH2的面内转动和剪切振动，PE的结晶过程和融化过程对于这两个峰强度的影响比较小。

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪与振荡滴扩张流变测量模块联用延伸出新的仪器光学扩张流变测量仪，因此光学扩张流变测量仪不仅可以测量界面扩张流变，而且具备接触角测量仪的其他测量性能。

       光学扩张流变测量仪是一款专门用于测量液体扩张流变的光学仪器，通过实时跟踪有规律震荡(正弦震荡)下的悬挂液滴，实时测量液滴的界面张力和表面积的变化，从而计算出液体的扩张粘弹指数及模量变化。光学扩张流变测量仪可以实时测量瞬间扰动下的悬挂滴，分析液滴的弛豫效应。

光学扩张流变测量仪可以实时计算任意时间范围内的液滴扩张模量变化，打破了单纯依靠视频录像计算的模式，使扩张模量的计算更快速、更方便。

光学扩张流变测量仪的功能特点：

Ø 液滴在固定频率下有规则扰动(正弦震荡)，实时扩张模量测量

Ø 液滴在不同频率下有规则扰动(正弦震荡)，实时扩张模量测量

Ø 气泡的有规则扰动(正弦震荡)，实时扩张模量测量

Ø 液滴在瞬间扰动下，实时弛豫测量

Ø 液滴体积\表面积自动补偿功能

Ø 震荡液滴的轮廓录像功能

Ø 模板式实时测量功能

光学扩张流变测量仪的基础配置：

- 6.5倍变焦视频系统              

- 自动注射单元ADDU-30XCN

- X轴精确导轨定位视频调焦台      

- X/Y/Z三轴精确导轨定位样品台    

- X/Y/Z三轴精确导轨定位注射平台

- SurfaceMeter专业扩张流变测量软件

光学扩张流变测量仪的基础功能：

- 液体表界面张力测量          

- 震荡滴扩张流变测量  

- 弛豫效应测量

- 表面自由能测量和粘附功分析    

- 静态接触角测量

- 动态接触角测量        

光学扩张流变测量仪的选配功能

- 8.6/12.9/45倍变焦高速视频系统                      

- 滞留力旋转台                        - 非接触式注射功能                

- 全自动倾斜台                        - 双液滴注射功能

- 温度控制单元                        - 单一纤维接触角测量模块

- 俯视法测量模块                     - 粉末/多孔材料润湿测量模块

- 全自动临界胶束浓度测量模块(CMC)