Anton Paar MCR Series

Назначение

Anton Paar MCR - линейка модульных компактных реометров для измерения реологических свойств жидкостей, паст, полимеров и мягких твёрдых тел.

Место в линейке

Серия MCR охватывает задачи от рутинного контроля качества до сложных исследований:

Anton Paar (Грац, Австрия) - производитель аналитического оборудования с 1922 года. MCR - наиболее распространённая серия лабораторных реометров в мире.

Принцип работы

Образец помещается между двумя геометриями (конус-плита, плита-плита, коаксиальные цилиндры). Мотор вращает верхнюю геометрию, датчик измеряет крутящий момент (пропорциональный напряжению сдвига) и скорость вращения (пропорциональную скорости сдвига).

Отношение напряжения сдвига к скорости сдвига даёт вязкость. Реометр строит полную реологическую кривую: зависимость вязкости от скорости сдвига, определяет предел текучести, упругость (модуль G') и вязкость (модуль G'') в осцилляционном режиме.

Позиция на рынке

Anton Paar MCR - де-факто стандарт лабораторной реометрии. Установленная база исчисляется десятками тысяч приборов. Широчайший набор аксессуаров: более 60 измерительных систем, температурные устройства от -150 до +1000 °C, оптика, электрохимия.

Основные конкуренты: TA Instruments DHR/ARES, Malvern Panalytical Kinexus, Thermo HAAKE MARS.

Ключевые технологии

Воздушный подшипник (MCR 92 и выше)

Воздушный подшипник исключает механическое трение в приводе: ротор «плавает» на воздушной подушке. Результат - минимальный измеримый момент 0,005 мкН-м (MCR 502e), что на 3-4 порядка ниже шарикового подшипника.

Воздушный подшипник критичен при измерении маловязких жидкостей (растворители, буферы) и слабых гелей. MCR 72 с шариковым подшипником подходит для средне- и высоковязких образцов.

Для воздушного подшипника нужен сжатый воздух (4-6 бар, без масла).

Модульность (MCR 102e и выше)

Модели MCR 102e/302e/502e принимают более 60 сменных измерительных систем:

• Конус-плита и плита-плита (стандартная ротационная/осцилляционная реометрия)
• Коаксиальные цилиндры (маловязкие жидкости)
• Геометрии для строительных материалов (бетон, раствор)
• Порошковые и твёрдотельные ячейки
• Ячейки под давлением (до 40 МПа)

Замена геометрии - 1-2 минуты, автоматическое распознавание.

Температурный контроль

Стандартный диапазон: -10...+220 °C (Пельтье). Расширенные опции:

• Конвекционное нагревание (до 400 °C)
• Низкотемпературная система (до -40 °C)
• Криосистема (до -150 °C)
• Электрическая печь (до 1000 °C, для расплавов стекла и металлов)

Осцилляционная реометрия

В осцилляционном режиме прибор прикладывает к образцу синусоидальную деформацию малой амплитуды и измеряет отклик. Результат: модуль упругости G' (твёрдоподобное поведение) и модуль потерь G'' (жидкоподобное поведение).

Осцилляционные тесты определяют: область линейной вязкоупругости (LVE), частотную зависимость, температуру стеклования полимеров, кинетику гелеобразования.

ПО RheoCompass

RheoCompass - единая программная платформа для управления прибором, сбора данных и анализа. Встроенные модели: Carreau, Cross, Herschel-Bulkley, Cox-Merz. Поддержка 21 CFR Part 11.

Для кого подходит

• Полимерная промышленность - характеризация расплавов полимеров, определение молекулярной массы по вязкости
• Косметика и фармацевтика - реология кремов, мазей, гелей, суспензий, контроль текстуры
• Пищевая промышленность - текстура соусов, майонезов, йогуртов, шоколада
• Нефтехимия - вязкость масел, буровых растворов, битумов при разных температурах
• Строительные материалы - реология бетона, цемента, штукатурных смесей
• Исследования - реология биополимеров, гидрогелей, наносуспензий (MCR 302e/502e)
• Контроль качества - входной контроль сырья по вязкости (MCR 72)

Особенности эксплуатации

Программное обеспечение

RheoCompass - управление, сбор данных, моделирование. Реологические модели (Carreau, Cross, Herschel-Bulkley). Температурные развёртки, частотные развёртки, стресс-релаксация. Поддержка 21 CFR Part 11 (аудит-трейл, электронные подписи).

Требования к установке

• Форм-фактор: настольный
• MCR 92 и выше: сжатый воздух 4-6 бар, без масла
• Электропитание: 100-240 В, 50/60 Гц
• Температура помещения: 15-35 °C
• Виброизоляция: для MCR 302e/502e при работе с маловязкими образцами

Обслуживание и расходные материалы

Калибровка: по стандартному маслу (раз в 6-12 месяцев). Геометрии: из нержавеющей стали (многоразовые), одноразовые плиты (для клейких образцов). Воздушный подшипник: не требует обслуживания.

Обучение

MCR 72: 1 день (базовая вискозиметрия). MCR 102e: 2-3 дня (ротационная + осцилляционная реометрия). Полное освоение с моделированием и спецаксессуарами: 1-2 недели.

Ограничения

• MCR 72 (шариковый подшипник) - не подходит для маловязких образцов и осцилляционных тестов
• Воздушный подшипник (MCR 92+) - нужен сжатый воздух
• Стоимость MCR 502e с полным набором аксессуаров в 5-10 раз выше MCR 72
• Расширенные температурные устройства (крио, печь) - дорогостоящие опции