Rheometer oder Viskosimeter?

Was ist der Unterschied?

In einem Viskosimeter wird üblicherweise ein mechanisches Lager verwendet, das die Geschwindigkeit und Drehmomentfähigkeit des Gerätes begrenzt, während in einem Rheometer ein reibungsarmes Luftlager eingesetzt wird. Das bedeutet, dass ein Viskosimeter die Lösung für Material-, Prozess oder Produktionsprüfungen sein kann, die einfache Fließmessungen an Newtonschen Flüssigkeiten erfordern (d.h. Materialien, bei denen die Viskosität scherratenunabhängig ist). Die Leistungsfähigkeit eines Rheometers erlaubt jedoch eine weitaus breitere Charakterisierung des Fließenverhaltens, der Verformung und sogar der Klebrigkeit / TackinessKlebrigkeit beschreibt die Wechselwirkung zwischen 2 Schichten identischer (Autohäsion) oder unterschiedlicher (Kohäsion) Materialien in Bezug auf die Oberflächenklebrigkeit.Klebrigkeit eines Materials (für Newtonsche sowie für Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten). 

Viskosimeter sind in tragbaren Ausführungen erhältlich und somit für Feld- und Ferntests einsetzbar. Rheometer sind jedoch vielseitiger und bieten einen größeren dynamischen Bereich für die Regel- und Messparameter, wobei diese Flexibilität im Allgemeinen einen höheren Preis hat.

Messung der Viskosität

Die Messung der Viskosität ist die häufigste Anwendung, die ein Viskosimeter oder Rheometer voraussetzt. Für die meisten Produkte ist eine hohe Viskosität bei niedrigen Scherraten erforderlich, um Sedimentablagerungen oder –Absenkungen zu verhindern; um die Applikation oder Verarbeitung zu vereinfachen, ist jedoch eine Verdünnung bei hohen Scherraten notwendig. Daher reicht eine einzige Viskositätsmessung nicht aus, um die Viskosität u beschreiben, sondern die Viskosität sollte über einen Bereich von Scherraten oder Spannungen gemessen werden.  

Ein Viskosimeter kann üblicherweise in einem Bereich von ca. 0,1 bis 1000 s^-1 messen, wohingegen ein Rheometer einen erweiterten Messbereich von 10^-6  bis 10⁵ s^-1 besitzt. Der größere Messbereich ermöglicht, relevante Daten für die Produktion oder den späteren Einsatz zu erhalten, indem die Probe Bedingungen ausgesetzt wird, die realistisch für diese Prozesse sind. 

Prozesse wie z.B. Sedimentation eignen sich aufgrund des geringen Drehmoments am besten zur Analyse mit einem Rheometer. Die hohe Geschwindigkeitsregelung eines Rheometers erlaubt auch die Analyse eines Prozesses mit sehr hohen Scherraten, wie z.B. beim Sprühen.

Fließspannung

Neben der Viskosität ist die FließSpannungSpannung ist definiert als Kraftniveau, das auf eine Probe mit definiertem Querschnitt aufgebracht wird (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit runden oder rechteckigen Querschnitten können komprimiert oder gestreckt werden. Elastische Materialien, wie Elastomere, können bis um das 5- oder 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.spannung wahrscheinlich die routinemäßigere gemessene rheologische Eigenschaft, da viele Konsumgüter durch diese Eigenschaft erst an Wert gewinnen.  

Die Fließspannung variiert in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit, während der die SpannungSpannung ist definiert als Kraftniveau, das auf eine Probe mit definiertem Querschnitt aufgebracht wird (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit runden oder rechteckigen Querschnitten können komprimiert oder gestreckt werden. Elastische Materialien, wie Elastomere, können bis um das 5- oder 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.Spannung angelegt ist. Rheometer können relevantere Fließspannungsdaten als ein Viskosimeter liefern, da sie ein breiteres Spektrum dieser Methoden abbilden. Das Anlegen einer Spannungsrampe wird bei einem Rheometer als einfachste Methode angesehen.

Was ist das Beste für mich?

Die größere Vielseitigkeit und Performance machen Rheometer zu einem hervorragenden Werkzeug für Forschung-, Produkt- und Prozessentwicklung sowie für Prüfungen in der Qualitätskontrolle. Sowohl Viskosimeter als auch Rheometer ergänzen sich gegenseitig und es ist nicht ungewöhnlich, dass innerhalb einer Organisation Viskosimeter für Qualitätsprüfungen an Produkten eingesetzt werden, die mit einem Rheometer entwickelt wurden. Dank der Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit der Kinexus– Software lassen sich jedoch sowohl F&E- als auch QK-Messungen (mit Pass-/Fail-Kriterien), einschließlich der Option von 21 CFR (für die pharmazeutische Industrie) an Probentyp, Anwendung und Anwender anpassen.