19.09.2023 by Milena Riedl
Kapillaarireometrien toimintaperiaate
Kapillaarireometrejä on perinteisesti käytetty viskoosien materiaalien leikkausviskositeetin ja kimmoisuuden mittaamiseen suurilla leikkausnopeuksilla. Tässä artikkelissa ja videolla Natalie Rudolph (PhD) selittää kapillaarireometrin toimintaperiaatteen, parametrit ja niiden väliset suhteet.
Edellisessä kapillaarireometriaa käsittelevässä blogiartikkelissa vastasimme tärkeään kysymykseen, miksi kapillaarireometriä tarvitaan, mitä parametreja sillä voidaan mitata ja mihin tarkoituksiin parametreja voidaan käyttää.
Natalie Rudolph (PhD) selittää alla olevalla videolla kapillaarireometrin toimintaperiaatteen, parametrit ja niiden väliset suhteet.
Millainen on viskositeetin ominaisvirtauskäyrä?
Näytteeseen kohdistetaan kutakin männän nopeutta kohden leikkausnopeus (joka riippuu muotin halkaisijasta). Tasapainopaine kirjataan jokaisella männän nopeudella leikkausviskositeetin laskemiseksi. Leikkausviskositeetti lasketaan eri leikkausnopeuksilla vallitsevasta nopeudesta ja paineesta.
Useimmat näytteet (erityisesti polymeerit) noudattavat tyypillistä viskositeetin virtauskäyrää. Nollan leikkausalueella viskositeetti on leikkausnopeudesta riippumaton. Näin tapahtuu alhaisilla leikkausnopeuksilla, koska muodonmuutos ei ole large tarpeeksi pitkä, jotta pitkät polymeeriketjut irtoaisivat. Shear thinning -alue kuvaa aluetta, jossa viskositeetti pienenee edelleen leikkausnopeuden kasvaessa. Kun polymeeriketjut ovat pidentyneet ja venyneet maksimaalisesti, lisääntynyt leikkaus ei enää pysty vähentämään viskositeettia. Tämä on niin sanottu äärettömän viskositeetin alue.
Tarkkojen viskositeettikäyrien saamiseksi on ymmärrettävä mittaustuloksiin vaikuttavat tekijät. Nämä tekijät voivat perustua asetukseen, mutta myös materiaalin ominaisuuksiin, kuten itse leikkausohennuskäyttäytymiseen.
Bagley ja Rabinowitsch Korjaukset
Videolla tohtori Rudolph selittää Bagleyn ja Rabinowitschin korjaukset yksityiskohtaisesti ja osoittaa niiden merkityksen. Bagleyn korjausta tarvitaan, koska tyypilliset virtausolosuhteet painavat materiaalia suuremmasta säiliöstä pienempään muottiin. Jälkimmäinen Rabinowitsch-korjausRabinowitsch-korjausta (tai Weissenberg-Rabinowitsch-korjausta) käytetään tarkempien leikkausnopeusarvojen saamiseksi kapillaarivirtaustekniikalla mitatuista ei-newtonisista materiaaleista.Rabinowitsch-korjaus on tärkein ei-newtonilaisille materiaaleille, kuten polymeereille.
Ensi viikolla kerromme yksityiskohtia RH 2000 -laitteesta ja näytämme nopealla koeajolla, kuinka helppoa laitteen käyttö on.