賽車競速的推手：輪胎橡膠的流變性
隨著賽車風潮襲來，本月關於知名賽車競技的網路聲量也達到了高峰。然而在觀賞比賽時，你是否也注意到了一項對於車體不可忽略的零件——橡膠輪胎？ 事實上，輪胎並不一定皆由橡膠構成，而是可能加入了各種各樣的材質，但橡膠作為主要素材所呈現的不同材料特性，如耐磨性、抓地力、彈性和耐溫性，都能夠直接影響輪胎耐用程度、行車安全性和舒適性，而「流變性」測量可以是決定這些指標的重要角色。
流變儀怎麼幫助製程？
流變儀能提供樣品的黏度、黏彈性以及變形速率等參數，並被應用在聚合物、溶液、乳液、懸浮液等等流體以及熔體的流動行為研究。測量樣品的流變性，可了解不同的材料在不同大小的應力或是應變速率下的行為，進程優化產品的品質，並且降低不良機率、提高生產效能——以材料科學應用為例子，流變性能夠高度影響高分子材料的加工性能，並了解材料內部結構、分子量分布，支化程度等，讓產品的品質更穩定。
流變儀有哪幾種？
一般來說，流變儀分為以下幾類：
- 毛細管流變儀：主要應用於測量高分子材料熔體的流變行為，藉由在不同壓力與溫度條件下觀察毛細管內的擠出速率，獲取材料的流動特性資訊。
- 旋轉流變儀：分為控制應力式與控制應變式兩種。藉由在恆速或變速條件下測量樣品所受的扭矩，再透過夾具幾何參數換算為流變學數據，以了解材料的流變特性。適用聚合物熔體、溶液、塗料、油墨等樣品。
- 轉矩流變儀：此設備運作方式類似小型擠出機，可模擬高分子材料加工時的行為，如混煉與擠出過程，有助於配方開發與製程參數優化。
- 界面流變儀：流變儀的其中一個分支，專門用於研究氣-液界面或液-液界面上薄層物質的流變性質的專用儀器，可用於獲取界面黏彈性，以及研究界面處是否會形成「膠膜」或「彈性網絡」。
流變性對於輪胎品質為何重要？
市面上的輪胎多半由橡膠製成，而流變性的測量則在橡膠品質的控制上佔有一席之地。 測量橡膠以及其複合材料的流變性，不僅能夠提升輪胎的基本性能，例如抓地力、滾動阻力、耐磨性等等，亦能夠進階地掌握輪胎的儲能、耗損、彈性以及材料的黏度等參數。此外，流變性的量測過程中，更能夠利用不同的實驗條件模擬輪胎在不同的溫度、速度下呈現的變形程度，進一步協助提升產品結構優化。 在這之中，毛細管流變儀能夠模擬橡膠加工過程內的擠出和注射，通過檢測不同壓力下毛細管在各式溫度下的擠出速度來得知材料的流變性，是得知熱塑性彈性體流動特性的重要工具，不僅有益於確保產品的穩定，更可以幫助優化製造的工藝。
Rosand 毛細管流變儀的特色與優勢
- 可測量絕對剪切粘度，同時測量拉伸黏度
- 可在測試時形成乾燥的惰性氣體氛圍，減少樣品降解
- 雙模速度控制系統，實現低速和高速運行，剪切速率範圍寬
- 三區獨立加熱單元，採用鉑金電阻溫度傳感器，精度高於DIN標準10倍
流變儀可以確保橡膠在生產的過程中保持高端的穩定性以及優良的品質，在賽車輪胎的製作過程中更是確保選手可以盡全力衝刺的關鍵，在材料科學的領域提供把關的角色，並成為勝出的決勝點。