5 způsobů měření viskozity

nov 29 2018

Viskozní vlastnosti kapaliny nebo amorfní pevné látky jsou primárně určeny mezičásticovými silami v roztoku, včetně tření a přitažlivosti mezi molekulami v makrostruktuře. Tyto Van der Waalsovy síly jsou rozhodujícími aspekty odolnosti vzorku vůči deformaci neboli toku, což definuje viskozitu materiálu.

Viskozita ve smyku se vyjadřuje ve dvou různých formách:

• Dynamická viskozita; což je míra smykového napětí na jednotku plochy potřebná k tomu, aby se vzorek začal deformovat. Tato charakteristika se obvykle vyjadřuje v milipascalech za sekundu (mPa-s).
• Kinematická viskozita; která se týká odporového proudění kapaliny pod vlivem gravitace. Tato vlastnost je závislá na hustotě a měří se v metrech čtverečních za sekundu (m2/s).

Tento příspěvek na blogu se bude zabývat pěti základními měřicími technikami pro získání dynamické viskozity a kinematické viskozity vzorků tekutin.

Kapilární viskozimetry

Měření viskozity pomocí kapilární trubice je jednou z nejstarších metod stanovení kinematické viskozity vzorku, která vyžaduje předchozí znalost hustoty a objemu sledovaného vzorku. Tato kapalina prochází svislou U-trubicí známých rozměrů a velmi malého průměru. Doba, za kterou vzorek projde kapilárou, odpovídá jeho kinematické viskozitě.

Rotační reometrie

Rotační viskozimetr působí na kapalný vzorek relativně slabým kroutícím momentem, který podporuje mechanickou deformaci. Měří se velikost točivého momentu potřebného k vyvolání rotace přes vodorovnou rovinu ve vzorku, která je vztažena k viskozitě vzorku. Použití rotačního reometru umožňuje analytikům vykreslit úplnou křivku toku materiálu v reakci na různé úrovně smykové síly a určit pokročilejší parametry materiálu. Alternativní viskozimetry umožňují pouze měření v jednom bodě a poskytují pouze měření smykové viskozity.

Vibrační viskozimetry

Viskozitu lze měřit také působením oscilačních vibrací na vzorek a sledováním tlumicích účinků kapaliny. Ty lze vyhodnotit sledováním příkonu, doby doznívání oscilací nebo změn rezonanční frekvence.

Mikrofluidní reometry

Mikrofluidní reometrie je inovativní metoda stanovení dynamické viskozity kapalin v malých objemech vzorku pomocí protlačování kapalného vzorku mikrofluidním kanálkem v laminárním proudění. Ve společnosti Formulaction Fluidicam Rheo se tento princip používá k průtoku kapaliny vedle referenčního materiálu. Dynamická viskozita se měří porovnáním rozdílu průtoků, viskozity referenčního materiálu a polohy rozhraní mezi oběma kapalinami v mikrofluidním kanálu.

Bezkontaktní reologie

Pasivní mikroreologie je komplexnější měření reologických vlastností vzorku. Měří podobné vlastnosti jako rotační reometrie, ale je přizpůsobena složitějším a křehčím strukturám, jako jsou gely, slabé pasty a viskoelastické materiály, které by se mohly při extrémně nízkém smyku porušit. Na rozdíl od tradičních rotačních reometrů umožňuje bezkontaktní reologie kvantitativní hodnocení reologických vlastností vzorku v klidu bez mechanického namáhání. Toho je dosaženo pomocí přístroje Rheolaser MASTER, který je založen na vícespektrální difuzní vlnové spektroskopii (MS-DWS). Tato optická metoda získává střední kvadratický posun (nm2) částic v médiu. Střední kvadratický posun lze použít k posouzení elasticity a viskozity vzorku v čase.

Měření viskozity s Formulaction

Formulaction představila řadu inovativních technologií měření viskozity pro průmyslové a komerční oblasti, které pracují se složitými formulacemi a disperzemi. Dodáváme portfolio nových přístrojů pro analýzu objemových reologických vlastností a dynamické viskozity kapalných, pevných a amorfních produktů v reakci na smykové síly nebo destabilizaci v čase.

Pokud máte zájem o další informace o měření viskozity s Formulaction, neváhejte nás kontaktovat.