Pendahuluan
Beragam geometri pengukuran yang tersedia dengan rotational rheometer Kinexus, memungkinkan karakterisasi reologi dari beragam material di berbagai aplikasi. Beberapa aplikasi memerlukan volume small, misalnya, dalam industri farmasi, di mana bahan sering kali mahal dan diuji dalam jumlah terbatas. Volume sampel yang terbatas ini dapat dikaitkan dengan aplikasi yang membutuhkan laju geser tinggi, misalnya, untuk penyemprotan.
Sistem Mooney Ewart
Sistem Mooney Ewart (gambar 1) adalah geometri cup and bob khusus yang digunakan untuk aplikasi yang menggabungkan jumlah sampel small dengan laju geser yang tinggi. Sampel ditempatkan ke dalam celah annular di antara dua silinder dengan geometri tertentu. Sementara silinder luar (cup) tidak bergerak, silinder dalam koaksial (bob) berputar pada kecepatan yang ditentukan. Celahnya lebih kecil daripada sistem cup-and-bob lainnya. Hal ini memiliki dua keuntungan:
- Laju geser yang lebih tinggi dapat dicapai
- Diperlukan volume sampel yang lebih rendah
Kondisi Pengukuran
Berikut ini, pengukuran yang dilakukan dengan geometri kerucut dan pelat dan dengan sistem Mooney Ewart dibandingkan. Bahan yang diuji adalah minyak silikon dengan viskositas yang diketahui.
Tabel 1: Parameter pengukuran
| Geometri | CP1/40 (kerucut/piring, kerucut: 1°, Ø: 4 mm) | Mooney Ewart: 0.5 hingga 1 ml |
| Suhu | 25°C | |
| Laju geser | 1 hingga 10.000 s-1 | |
Hasil Pengukuran
Gambar 2 menggambarkan kurva viskositas geser yang dihasilkan dari dua pengukuran dibandingkan dengan kurva yang diharapkan dari minyak silikon. Pada rentang laju geser hingga 1.000 s-1, kedua pengukuran menghasilkan nilai viskositas geser yang sama (perbedaan antara nilai terukur dan nilai yang ditentukan lebih rendah dari 2%).
Setelah itu, kurva viskositas geser yang diperoleh dengan geometri kerucut/pelat mengindikasikan perilaku Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser. Hal ini disebabkan oleh kenaikan suhu sampel yang disebabkan oleh pemanasan geser. Sebaliknya, kurva yang diperoleh dengan sistem Mooney Ewart lebih jauh mencerminkan perilaku Newtonian yang diharapkan dari sampel. Dimulai pada 6.300 s-1, aliran laminer menjadi tidak stabil karena gaya sentrifugal, menghasilkan aliran sekunder (pusaran Taylor). Hal ini menyebabkan peningkatan viskositas geser yang nyata.
Perbandingan kurva viskositas geser yang direkam dengan dua geometri ini menunjukkan rentang laju geser yang diperluas yang dicapai dengan menggunakan sistem Ewart Mooney dibandingkan dengan yang dapat dicapai dengan geometri kerucut/pelat.
Kesimpulan
Pengukuran reologi dalam sistem kerucut/pelat umumnya terbatas pada kisaran laju geser tertentu karena pengosongan celah pada laju geser yang tinggi. Aplikasi yang terkait dengan laju geser yang lebih tinggi memerlukan metode lain, misalnya rheometer kapiler Rosand. Di sini, laju geser hingga 1.000.000 s-1 dimungkinkan. Namun, metode ini membutuhkan jumlah material yang lebih besar. Solusi untuk memperluas rentang laju geser untuk volume sampel yang rendah adalah bekerja dengan sistem Ewart Mooney dalam rheometer rotasi Kinexus.