Може ли вискозиметър да измерва вискозитета на полимерен разтвор?

Като доставчик на вискозиметри често срещам въпроси от клиенти относно възможностите на нашите инструменти. Едно от най-честите запитвания е дали вискозиметърът може точно да измери вискозитета на полимерен разтвор. В тази публикация в блога ще разгледам тази тема, изследвайки принципите зад измерването на вискозитета, предизвикателствата, породени от полимерните разтвори, и пригодността на вискозиметрите за това приложение.

Разбиране на вискозитета и неговото измерване

Вискозитетът е основно свойство на течностите, което описва тяхната устойчивост на поток. Това е мярка за вътрешното триене в течност и се влияе от фактори като температура, налягане и естеството на самата течност. В контекста на полимерните разтвори, вискозитетът играе решаваща роля при определяне на тяхното поведение при обработка, стабилност и производителност.

Вискозиметрите са инструменти, предназначени за измерване на вискозитета на течности. Те работят въз основа на различни принципи, включително капилярен поток, ротационно срязване и осцилаторно движение. Всеки тип вискозиметър има своите предимства и ограничения, а изборът на инструмент зависи от специфичните изисквания на приложението.

Предизвикателства при измерване на вискозитета на полимерни разтвори

Полимерните решения представляват уникални предизвикателства, когато става въпрос за измерване на вискозитета. За разлика от простите нютонови течности, които имат постоянен вискозитет независимо от скоростта на срязване, полимерните разтвори често са не-нютонови. Това означава, че техният вискозитет може да варира в зависимост от скоростта на срязване, приложена към течността.

50l Glass Reactor

Едно от основните предизвикателства при измерването на вискозитета на полимерни разтвори е наличието на изтъняване при срязване или поведение на сгъстяване при срязване. Изтъняване при срязване, известно още като псевдопластичност, възниква, когато вискозитетът на разтвора намалява с увеличаване на скоростта на срязване. Това е често срещано явление в много полимерни разтвори, особено тези, съдържащи полимери с високо молекулно тегло. От друга страна, удебеляването на срязване се получава, когато вискозитетът на разтвора се увеличава с увеличаване на скоростта на срязване. Това поведение е по-рядко срещано, но може да се наблюдава в някои полимерни разтвори при определени условия.

Друго предизвикателство при измерването на вискозитета на полимерни разтвори е наличието на вискоеластичност. Вискоеластичността се отнася до способността на материала да проявява както вискозно, така и еластично поведение. В полимерните разтвори вискоеластичността може да накара течността да прояви зависимо от времето поведение, като релаксация на напрежението и пълзене. Това може да затрудни получаването на точни измервания на вискозитета, тъй като реакцията на течността към приложеното срязване зависи от продължителността и големината на срязването.

Пригодност на вискозиметрите за измерване на вискозитета на полимерни разтвори

Въпреки предизвикателствата, породени от полимерните разтвори, вискозиметрите все още могат да се използват за измерване на техния вискозитет. Въпреки това е важно да изберете правилния тип вискозиметър и да използвате подходящи техники за измерване, за да осигурите точни и надеждни резултати.

За не-нютонови полимерни разтвори ротационните вискозиметри често са предпочитаният избор. Ротационните вискозиметри работят чрез прилагане на контролирана скорост на срязване към течността и измерване на получения въртящ момент. Това дава възможност за измерване на вискозитета при различни скорости на срязване, което е от съществено значение за характеризиране на ненютоновото поведение на разтвора.

В допълнение към ротационните вискозиметри, капилярните вискозиметри също могат да се използват за измерване на вискозитета на полимерни разтвори. Капилярните вискозиметри работят чрез измерване на времето, необходимо на течността да тече през капилярна тръба под въздействието на гравитацията или разликата в налягането. Докато капилярните вискозиметри обикновено се използват за нютонови течности, те могат да се използват и за не-нютонови полимерни разтвори, ако скоростта на срязване се контролира внимателно.

За да се получат точни измервания на вискозитета на полимерни разтвори, е важно да се гарантира, че вискозиметърът е правилно калибриран и че условията на измерване са внимателно контролирани. Това включва контролиране на температурата, скоростта на срязване и продължителността на измерването. Също така е важно да се използват подходящи техники за подготовка на пробите, за да се гарантира, че полимерният разтвор е хомогенен и без въздушни мехурчета или други замърсители.

Значение на измерването на вискозитета при обработката на полимери

Измерването на вискозитета е важен аспект от обработката на полимера, тъй като може да предостави ценна информация за поведението и свойствата на полимерния разтвор. Чрез измерване на вискозитета на полимерен разтвор, производителите могат да оптимизират условията на обработка, да осигурят качество на продукта и да отстранят проблеми с обработката.

Например, в процеса на екструдиране, вискозитетът на полимерната стопилка играе решаваща роля при определяне на поведението на потока и качеството на екструдирания продукт. Чрез измерване на вискозитета на полимерната стопилка производителите могат да регулират температурата на обработка, налягането и скоростта на шнека, за да гарантират, че стопилката протича гладко през екструдера и че крайният продукт има желаните свойства.

В процеса на леене под налягане вискозитетът на полимерната стопилка също влияе върху поведението на пълнене и качеството на формованата част. Чрез измерване на вискозитета на полимерната стопилка, производителите могат да оптимизират скоростта на впръскване, налягането и температурата, за да гарантират, че формата е напълно запълнена и че крайната част има желаните размери и свойства.

Свързано оборудване за обработка на полимери

В допълнение към вискозиметрите има друго оборудване и инструменти, които обикновено се използват при обработката на полимери. Те включват50л стъклен реактор, които се използват за химични реакции и синтез на полимери;Ръкавен тип Двоен филтър Ръкавен филтър Филтър от неръждаема стомана, които се използват за отделяне на твърди частици от полимерни разтвори; иТестер за разтваряне на един съд, които се използват за тестване на свойствата на разтваряне на фармацевтични полимери.

Заключение

В заключение, вискозиметър може да се използва за измерване на вискозитета на полимерен разтвор, но е важно да изберете правилния тип вискозиметър и да използвате подходящи техники за измерване, за да осигурите точни и надеждни резултати. Полимерните разтвори представляват уникални предизвикателства, когато става въпрос за измерване на вискозитета, поради тяхното не-нютоново поведение и вискоеластичност. Въпреки това, чрез внимателно контролиране на условията на измерване и използване на подходящи техники за подготовка на пробите, могат да се получат точни измервания на вискозитета.

Ако се интересувате да научите повече за вискозиметри или друго оборудване за обработка на полимери, моля не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме водещ доставчик на вискозиметри и друго лабораторно оборудване и се ангажираме да предоставяме на нашите клиенти висококачествени продукти и отлично обслужване на клиентите.

Референции

Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Въведение в реологията. Elsevier Science.
Bird, RB, Armstrong, RC, & Hassager, O. (1987). Динамика на полимерни течности, том 1: Механика на флуидите. Джон Уайли и синове.
Мезгер, TG (2014). Наръчникът по реология: За потребители на ротационни и осцилационни реометри. Мрежа Vincentz.