5 modi per misurare la viscosità

nov 29 2018

Le proprietà viscose di un liquido o di un solido amorfo sono determinate principalmente dalle forze interparticellari all’interno della soluzione, compresi l’attrito e l’attrazione tra le molecole nella macrostruttura. Queste forze di Van der Waals sono aspetti critici della resistenza di un campione alla deformazione, o flusso, che definisce la viscosità del materiale.

La viscosità di taglio è espressa sotto due forme distinte:

• Viscosità dinamica; che è una misura dello sforzo di taglio per unità di superficie richiesto prima che un campione inizi a deformarsi. Questa caratteristica è tipicamente espressa in millipascal secondi (mPa-s).
• Viscosità cinematica; che si riferisce al flusso resistivo di un fluido sotto l’influenza della gravità. Questa proprietà dipende dalla densità e si misura in metri quadrati al secondo (m2/s).

Questo post del blog esplorerà cinque delle tecniche di misurazione fondamentali per ottenere la viscosità dinamica e la viscosità cinematica di campioni fluidi.

Viscosimetri capillari

Misurare la viscosità attraverso un tubo capillare è uno dei metodi più antichi per determinare la viscosità cinematica di un campione, richiedendo una conoscenza preliminare della densità e del volume del campione di interesse. Questo fluido viene fatto passare attraverso un tubo a U verticale di dimensioni note e di diametro molto piccolo. Il tempo impiegato dal campione per viaggiare attraverso il capillare è correlato alla sua viscosità cinematica.

Reometria rotazionale

Un viscosimetro rotazionale applica livelli relativamente deboli di coppia a un campione liquido per favorire la deformazione meccanica. La quantità di coppia richiesta per causare la rotazione attraverso un piano orizzontale nel campione viene misurata ed è relativa alla viscosità del campione. L’utilizzo di un reometro rotazionale permette agli analisti di tracciare una curva di flusso completa delle caratteristiche di flusso del materiale in risposta a vari livelli di forza di taglio e di determinare parametri più avanzati del materiale. I viscosimetri alternativi permettono solo la misurazione di un singolo punto e forniscono solo misure di viscosità di taglio.

Viscosimetri vibranti

La viscosità può anche essere misurata applicando vibrazioni oscillanti al campione e monitorando gli effetti di smorzamento del fluido. Questi possono essere valutati monitorando la potenza in ingresso, il tempo di decadimento delle oscillazioni o i cambiamenti nella frequenza di risonanza.

Reometri microfluidici

La reometria microfluidica è un metodo innovativo per determinare la viscosità dinamica dei fluidi in piccoli volumi di campione forzando un campione liquido attraverso un canale microfluidico in un flusso laminare. A Formulaction, Fluidicam Rheo utilizza questo principio per far scorrere il fluido fianco a fianco con un materiale di riferimento. La viscosità dinamica viene misurata confrontando le portate differenziali, la viscosità del materiale di riferimento e la posizione dell’interfaccia tra i due fluidi all’interno del canale microfluidico.

Reologia senza contatto

La micro-reologia passiva è una misura più complessa delle caratteristiche reologiche di un campione. Misura proprietà simili alla reometria rotazionale, ma è adatta a strutture più complicate e fragili come gel, paste deboli e materiali viscoelastici che potrebbero rompersi sotto un taglio estremamente basso. A differenza dei reometri rotazionali tradizionali, la reologia senza contatto permette una valutazione quantitativa delle proprietà reologiche di un campione a riposo senza stress meccanico. Ciò si ottiene utilizzando Rheolaser MASTER che si basa sulla spettroscopia a onde diffuse multi-speckle (MS-DWS). Questo metodo ottico acquisisce lo spostamento quadratico medio (nm2) delle particelle all’interno del mezzo. Lo spostamento quadratico medio può essere utilizzato per valutare l’elasticità e la viscosità di un campione nel tempo.

Misurazioni di viscosità con Formulaction

Formulaction ha presentato una gamma di tecnologie innovative di misurazione della viscosità per i settori industriali e commerciali che gestiscono formulazioni e dispersioni complesse. Forniamo un portafoglio di strumenti innovativi per analizzare le proprietà reologiche di massa e la viscosità dinamica di prodotti liquidi, solidi e amorfi in risposta a forze di taglio o destabilizzazione nel tempo.

Se desiderate maggiori informazioni sulla misurazione della viscosità con Formulaction, non esitate a contattarci.