Pendahuluan
ASTM D7395 adalah metode untuk menentukan viskositas sampel menggunakan konfigurasi kerucut/pelat pada laju geser tetap sebesar 500 s⁻¹. Sistem ini diverifikasi menggunakan satu hingga tiga minyak kalibrasi bersertifikat dengan viskositas yang diketahui.
Rheometer seri Kinexus Prime dari NETZSCH dapat mengkarakterisasi berbagai macam cairan kompleks dan semi-padat berkat sensitivitasnya, kemampuan melakukan pengukuran pada volum small, geometri modular, serta kemampuan advanced software. Secara khusus, rheometer ini dilengkapi bantalan udara dengan gesekan sangat rendah yang memberikan sensitivitas tak tertandingi pada laju geser yang sangat rendah (0,001 s⁻¹) hingga sangat tinggi (10.000 s⁻¹). Hal ini menjadikannya instrumen yang ideal tidak hanya untuk tujuan penelitian dan pengembangan, tetapi juga untuk standarisasi pengujian dalam lingkungan kualitas serta memenuhi spesifikasi metode (bahkan ASTM).
Selain itu, perangkat lunak rSpace yang dapat diprogram memungkinkan pengguna membuat urutan sendiri untuk pemuatan sampel, pengukuran, dan analisis otomatis; atau mengakses lebih dari 200 urutan yang telah disiapkan sebelumnya (yang mencakup 6 bahasa). Sebagai ilustrasi, sebuah urutan telah diprogram yang mencakup persyaratan untuk ASTM D7395. Dalam konteks pengendalian kualitas, urutan ini kemudian dapat dikunci untuk memastikan penggunaan yang konsisten antar pengguna atau di berbagai fasilitas pengujian.
Urutan untuk ASTM D7395
Untuk menguji sampel sesuai dengan standar ASTM D7395, telah dikembangkan urutan pengujian khusus yang mampu menentukan viskositas setiap minyak standar dan/atau sampel. Dalam pengukuran tersebut, digunakan konfigurasi kerucut dan pelat berdiameter 20 mm dan sudut 2°, sehingga hanya diperlukan volume rendah sebesar 80 µl per pengujian. Setelah sampel dimasukkan, sistem bergerak ke celah pemotongan, berputar perlahan pada kecepatan 10 s⁻¹ untuk memastikan sampel tersebar merata, dan kemudian meminta pengguna untuk memastikan sampel telah dipotong dengan benar. Untuk konsistensi, pipet perpindahan positif digunakan guna memastikan volume yang ditetapkan selalu dikeluarkan, sehingga pemotongan manual tidak diperlukan.
Sesuai dengan standar ASTM D7395, sampel yang telah dipotong kemudian diinkubasi pada suhu 25°C selama 1 menit. Setelah mencapai suhu yang ditetapkan, laju geser sebesar 500 s⁻¹ diterapkan, dan viskositas dilaporkan kepada pengguna setelah 15 detik. Terakhir, pengguna akan ditanya apakah ingin menguji sampel lain atau tidak.
Pengukuran Minyak Standar dan Sampel
Tiga minyak mineral standar dievaluasi untuk menunjukkan keakuratan metode ini pada rentang viskositas yang luas. Hasil pengukuran minyak mineral RTM12, RTM22, dan RTM32 (masing-masing diukur dua kali) dirangkum dalam Tabel 1.
Dari Tabel 1, dapat dilihat bahwa viskositas ketiga minyak mineral standar tersebut berada dalam batas kesalahan relatif 5% dibandingkan dengan nilai viskositas yang dilaporkan. Selain itu, antara pengujian reproduibilitas untuk setiap minyak mineral referensi terdapat kesalahan relatif kurang dari 2%, yang masih jauh di bawah batas toleransi 10% yang dilaporkan oleh standar.
Tabel 1: Viskositas yang diukur dari tiga minyak mineral referensi sesuai dengan ASTM D7395
| Minyak Mineral | Viskositas Referensi pada 35,00°C (cP) | Viskositas yang Diukur (cP) | Kesalahan Dibandingkan dengan Referensi (%) |
|---|---|---|---|
| RTM12 | 55,21 | 55,99 ± 0,04 | 1,4 ± 0,1 |
| RTM22 | 688,9 | 710,6 ± 3,1 | 3,1 ± 1,0 |
| RTM32 | 6009 | 6080 ± 9 | 1,2 ± 0,1 |
Setelah urutan pengujian sesuai ASTM ditetapkan, berbagai bahan diuji (dalam dua ulangan untuk memastikan reproduibilitas) guna menentukan viskositasnya sesuai dengan ASTM D7395, dan hasilnya dirangkum dalam Tabel 2. Setiap sampel dipilih karena mengalami aksi geser atau penyebaran saat diaplikasikan. Bahkan sampel yang kompleks seperti saus madu-mustard yang mengandung partikel biji mustard tetap menunjukkan hasil yang dapat direproduksi, namun berbeda dengan hasil pengukuran yang lebih ketat pada spesimen lotion tangan dan gel rambut. Menggunakan urutan ini sebagai praktik operasional standar dalam lingkungan manufaktur akan bermanfaat untuk standarisasi dan memastikan reproduktibilitas produk.
Tabel 2: Viskositas yang diukur dari tiga sampel sesuai dengan ASTM D7395
| Sampel | Viskositas yang Diukur (cP) Menurut ASTM D7395 |
|---|---|
| Lotion tangan | 263,5 ± 10,2 |
| Gel rambut | 918,3 ± 18,4 |
| Madu mustard | 323,3 ± 23,5 |
Ringkasan
Seri rheometer Kinexus Prime dari NETZSCH menawarkan fleksibilitas serta tingkat penyesuaian yang tinggi kepada pengguna dalam hal karakterisasi cairan kompleks dan semi-padat. Perangkat lunak yang dapat diprogram ini memungkinkan pengguna untuk mengakses ratusan program bawaan atau membuat program mereka sendiri. Dalam hal ini, metode pengujian khusus telah dibuat untuk Kinexus agar sesuai dengan standar ASTM D7395 dalam penentuan viskositas pada laju geser tetap sebesar 500 s⁻¹.
NGB · Catatan Aplikasi 434 · EN · 0426 · Spesifikasi teknis dapat berubah sewaktu-waktu.
NETZSCH-Gerätebau GmbH
Wittelsbacherstraße 42 ∙ 95100 Selb ∙ Jerman
Telepon: +49 9287/881-0 ∙ Faks: +49 9287/881505
at@NETZSCH.com ∙ www.NETZSCH.com