Bevezetés
Az iker diszperziós lapát (1. ábra) a megfelelő geometria olyan mintákhoz, amelyeket a mérés során folyamatosan diszpergálni kell, például ha rövid időn belül erőteljes ülepedés következik be. Mivel az alkalmazott nyírási sebesség nem teljesen egyenletes, ezt a fajta geometriát "relatívabb" geometriának kell tekinteni, amely jó jelzést ad a viszkozitásról. Ezzel szemben az abszolút geometriájú mérés, mint a kúplemezes rendszer, a nyírási viszkozitás abszolút értékeit fogja eredményezni. Itt ezzel az abszolút geometriával a nyírási sebesség és a mintára alkalmazott nyírófeszültség egyértelműen meghatározható az elmozdulással, illetve a nyomatékkal ellátott mérési rés segítségével. Két azonos relatív geometriájú mintán végzett mérések összehasonlíthatók egymással. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy a nem egyenletes alkalmazott nyírási mező miatt nem adnak közvetlenül abszolút eredményeket. A következő értekezésben e különbségek bemutatására végeznek méréseket. Ennek érdekében egy abszolút geometriával végzett vizsgálatot hasonlítunk össze az iker diszperziós lapáttal végzett vizsgálattal.
Mérési feltételek
A falfestékeken rotációs (viszkozitási) mérést végeztek az iker diszperziós lapáttal (relatív geometria) és a kúplemezes rendszerrel (abszolút geometria). Az 1. táblázat a vizsgálatokhoz használt körülményeket mutatja be.
Táblázat: Mérési feltételek
| Minta | Falfesték | |
| Készülék | Kinexus ultra+ | |
| Geometria | Abszolút: CP4/40 (Kúplemez, átmérő: 40 mm, kúpszög: 4°) | Relatív: 25 mm-es csésze, iker diszperziós lapát |
| Rés | 146 μm | 5 mm |
| Nyírási sebesség | 0.1-100 s-1 | |
| Hőmérséklet | 25°C | |
Minden reométer esetében a geometriai állandókat átváltási tényezőként használják a műszer paramétereinek, például a nyomatéknak és az elmozdulásnak a feszültséggé és a nyírási sebességgé történő átalakítására. A kúp és a lemez esetében ezek a konstansok jól meghatározottak1. Az olyan új geometria esetében, mint az ebben a tanulmányban használt kétdiszperziós lapát, egy újabb eljárást2 használnak az abszolút geometriával való szoros egyezés létrehozásához.
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, Appl. Rheol. 25 (2015) 42670.
Mérési eredmények
A 2. ábra mindkét mérés eredménygörbéit mutatja a 0,1 és 100 s-1 közötti állandósult viszkozimetriás mérés során. Az iker diszperziós lapáttal kapott nyírási viszkozitási értékek 10-15%-kal térnek el a kúplemezes rendszerrel végzett mérésből származó abszolút értékektől. Ez a hiba a teljes mérés során közel állandó, és a nem abszolút geometriájú, nem egyenletes nyírási profil miatt várható. Lehetőség van a geometriaállandó kézi beállítására az eltolás minimalizálása érdekében; ez az alkalmazási megjegyzés azonban a tárgyalt módszer2 alapértelmezett értékeit használjaaz új és a relatív geometria használatából származó várható különbségek bemutatására.
Következtetés
Az abszolút geometria, mint a kúp-lemez geometriarendszer az első választás a nyírási viszkozitási értékek meghatározásához. Ha azonban a minta nagyon instabil, azaz szedimentáció vagy szeparáció lép fel, az abszolút geometria használata korlátozott lehet, míg az iker diszperziós lapát következetesebb és reprezentatívabb információt ad a minta viszkozitási viselkedéséről a reológiai vizsgálat során. Ebben a munkában kimutatták, hogy az ikerdiszperziós lapáttal végzett mérések jó közelítést adnak az anyag nyírási viszkozitási értékeire.