Úvod
Dvojitá disperzní lopatka (obrázek 1) je vhodná geometrie pro vzorky, které je třeba během měření nepřetržitě dispergovat, například pokud dochází k výrazné sedimentaci v krátkém časovém měřítku. Protože použitá smyková rychlost není zcela rovnoměrná, měl by být tento typ geometrie považován za "relativnější" geometrii poskytující dobrý údaj o viskozitě. Naopak měření s absolutní geometrií jako systém kuželových desek povede k absolutním hodnotám smykové viskozity. V tomto případě je u této absolutní geometrie smyková rychlost a smykové napětí působící na vzorek jasně definováno pomocí měřicí mezery s posunem, resp. krouticím momentem. Měření provedená na dvou vzorcích se stejnou relativní geometrií lze mezi sebou porovnávat. Je však třeba mít na paměti, že neposkytují přímo absolutní výsledky z důvodu nerovnoměrného aplikovaného smykového pole. V následující diskusi jsou provedena měření, která tyto rozdíly demonstrují. Za tímto účelem je porovnána zkouška provedená s absolutní geometrií se zkouškou provedenou s dvojitou disperzní lopatkou.
Podmínky měření
Rotační měření (viskozity) bylo provedeno na nástěnné barvě pomocí dvojité disperzní lopatky (relativní geometrie) a pomocí systému kuželových desek (absolutní geometrie). Tabulka 1 znázorňuje podmínky použité při zkouškách.
Tabulka 1: Podmínky měření
| Vzorek | Barva na stěnu | |
| Zařízení | Kinexus ultra+ | |
| Geometrie | Absolutní: CP4/40 (Kuželová deska, průměr: 40 mm, úhel kužele: 4°) | Relativní: (25 mm), dvojitá disperzní lopatka |
| Mezera | 146 μm | 5 mm |
| Smyková rychlost | 0.1 až 100 s-1 | |
| Teplota | 25°C | |
U všech reometrů se geometrické konstanty používají jako konverzní faktory pro převod parametrů přístroje, jako je krouticí moment a posunutí, na napětí a smykovou rychlost. Pro kužel a desku jsou tyto konstanty dobře definovány1. Pro novou geometrii, jako je lopatka s dvojitou disperzí použitá v této studii, se používá novější postup2, aby se dosáhlo blízké shody s absolutní geometrií.
1 Macosko CW: Rheology Concepts, Principles and Applications, Wiley-VCH (1992)
2 Duffy JJ, Hill AJ, Murphy SH: Simple method for determining stress and strain constants for non-standard measuring systems on a rotational rheometer (Jednoduchá metoda stanovení konstant napětí a deformace pro nestandardní měřicí systémy na rotačním reometru), Appl. Rheol. 25 (2015) 42670.
Výsledky měření
Na obrázku 2 jsou zobrazeny výsledné křivky obou měření při měření viskozimetrie v ustáleném stavu v rozmezí 0,1 až 100 s-1. Hodnoty smykové viskozity získané pomocí dvojité disperzní lopatky se liší o 10 až 15 % od absolutních hodnot pocházejících z měření pomocí systému s kuželovou deskou. Tato chyba je téměř konstantní po celou dobu měření a je očekávaná v důsledku nerovnoměrného aplikovaného smykového profilu s neabsolutní geometrií. Je možné provést ruční nastavení konstanty geometrie, aby se tento posun minimalizoval; v této aplikační poznámce jsou však použity výchozí hodnoty z diskutované metody2 ,aby se demonstrovaly očekávané rozdíly z použití nové a relativní geometrie.
Závěr
Absolutní geometrie jako systém geometrie kuželové desky je první volbou pro získání hodnot smykové viskozity. Pokud je však vzorek velmi nestabilní, tj. dochází k sedimentaci nebo separaci, může být použití absolutní geometrie omezeno, zatímco dvojité disperzní pádlo poskytne konzistentnější a reprezentativnější informace o viskozitním chování vzorku při reologickém testování. V této práci bylo prokázáno, že měření pomocí dvojité disperzní lopatky vede k dobré aproximaci hodnot smykové viskozity látky.