流变学是研究材料流动行为的科学。无论产品是液体、乳霜、糊剂还是粉末，制造过程都会将原材料通过多个加工阶段进行转移，以生产出成品。成功泵送、混合、转移、储存和将产品装入运输容器，需要研发部门进行适当的流变学分析，以确保在每个步骤的流动性和稳定性。

在液体和半固体产品的生产中，流变仪是研发部门用来评估新配方的科学工具。在生产车间和质量控制实验室，粘度计用于确认测量，以确保产品符合规格要求。流变仪和粘度计有什么区别？后者能否胜任这项工作，确保生产过程中不会出现流动行为问题或最终产品的不稳定性？粘度计很可能能够胜任这项工作，而且如果需要，可能还有能力做更多的事情。

锥/板流变仪的一个例子如图1所示。它能够对材料进行连续的宽范围的剪切应力和/或剪切速率的剪切。由于它能够处理多种类型的材料，从稀液体（眼药水）到半固体（擦伤膏），因此它的投资成本更高。然而，流变仪能够进行更全面的测试，从静止时的粘弹性变形和屈服应力测量，到运动时的全粘度流动曲线和触变性计算（对剪切的时间敏感性），到恢复和蠕变（低力流动行为），最后到温度剖面（粘度特性随温度的变化）。因此，这种仪器的通用性使其成为研发中不可或缺的工具。

幸运的是，近年来这些流变仪的价格已经降低，而且它们在独立模式或 PC 控制下的易用性使它们成为质量和制造的潜在候选设备。关键改进在于，它们在繁忙的环境中耐用，实际上能够在生产车间经受住多名操作员使用同一仪器的考验。几家大公司已经朝着这个方向发展，因为它们看到了与研发走同一条道路的价值。这会排除标准台式粘度计吗？不会，无论如何都不会。

图2所示的流行且价格实惠的粘度计只能在受控速率模式下运行（您定义主轴的转速，仪器测量材料的粘度）。这种测量类型被称为单点粘度测试。它确实提供了相对较少的信息，关于测试中样品的整体流动行为，但研发部门可能已经做了足够的表征工作，知道这一个数据点就能检测到大多数有问题的材料批次。因此，这种仪器可以提供的大量额外信息，如粘度流动曲线（粘度随不同剪切速率的变化）、对剪切的时间敏感性（触变性）或温度变化（粘度在不同气候条件下的影响），都被忽略了。

选择仪器究竟是谁做决定？研发部门知道，制造部门和质量控制部门希望仪器使用简单、测试迅速、易于清洁且价格实惠。事实上，如今的流变仪或粘度计都能完成工作。所以这实际上是个人偏好和预算的问题。一个日益重要的考虑因素是耐用性。结构更坚固的仪器需要更少的维护、更少的频繁校准检查，并能提供更长的运行时间。

制造中材料的类型在决定使用流变仪还是粘度计方面可以发挥作用。粘性材料，如浓稠的软膏，是使用控制应力流变仪进行测试的良好候选对象?？刂朴αδＪ娇梢灾苯硬饬壳αΓ雌舳牧狭鞫璧牧?。

（见图 3）这种测量结果可以等同于驱动生产车间混合泵的电机的启动转矩，或者等同于终端用户将产品从管中挤出所施加的挤压力。因此，对于更具粘性的产品，流变仪在提供可能有用的额外测量方面可能具有优势。

控制速率测量会产生“粘度流动曲线”信息，该信息表征了材料流动时的阻力。（见图4）对于大多数液体和半固体，粘度随剪切速率的增加而降低。目的是确定这种阻力在流动“变化率”方面的重要性。（“假塑性”是描述这种流动行为的术语。）如果这是最感兴趣的特性，那么粘度计可以完成这项工作。然而，仪器操作的机制导致发现流变仪可以在更短的时间内完成测试。

正如本文前面所述，在粘度流动曲线上，通常会选择一个数值作为控制点，供质量控制人员在生产批次材料上进行测量。粘度计仅用于这一单一目的，因此可能会给人留下错误的印象，认为它们无法发挥更多作用。一般来说，粘度计是多功能的仪器，能够轻松测量图4中流动曲线的多个点。因此，问题在于是否要利用这种能力，至少再选择一个参考点进行良好的测量。对于像医用软膏这样具有高剪切稀化性的药品，这可能值得考虑。通过在两个不同的剪切速率上合理地选择数据点，这种方法将确认流动行为对生产和最终用户都是可接受的。

有一种成熟的方法可以使用粘度计来研究材料的剪切稀化行为。选择两个相差十倍的速度，比如1和10转/分或10和100转/分，具体取决于材料的厚度。通过计算前一个速度下的粘度值与后一个速度下的粘度值的比值来比较每个速度下的粘度值。由于在较低速度下测量的粘度值几乎总是比第二个粘度值高，所以这个比值会产生一个大于1.0的数字。这个比值被称为“触变指数”或“TI”。

对于像止咳糖浆这类现成的药品，其粘度特性稍有变化，TI 可能接近 1。对于高剪切稀化材料，如擦伤膏，TI 至少为 2，甚至可能高达 3 或 4。因此，TI 成为改进药品鉴定和认证的一个非常有用的工具。

制造业有充分的理由考虑综合粘度数据能为运营带来的附加值。在制造业的加工过程中，会发生许多不同的剪切速率。了解粘度数据符合既定的可接受流动行为窗口，就能保证工艺操作顺利进行?？此粕畎碌?/span>“流变学”学科，与制造业的成功息息相关。

最后一个需要考虑的因素是在制造过程中使用在线过程粘度计。一旦在整个制造过程中获得了材料性能变化时的粘度数据，就有可能在过程中选择一个控制点来监测和控制粘度。尽管过程粘度计已经存在多年，但制造操作通常并不了解其潜在用途。产品的稳定性是目标。将浪费或需要重新加工的产品最小化是必然结果。这就是粘度计制造商能够提供帮助的地方，帮助确定在线仪器的安装位置。

总之，制造业通过更深入地运用流变学来改进运营，将从中获益。研发和质量控制部门能够成为实现这一目标的有力合作伙伴。关键在于在提高加工性能的同时，生产出稳定的产品，并满足客户的期望。