소개
키넥서스 회전 레오미터의 다양한 측정 형상을 통해 다양한 응용 분야에 걸쳐 광범위한 재료의 유변학적 특성을 분석할 수 있습니다. 예를 들어, 제약 산업과 같이 재료가 비싸고 제한된 수량으로 테스트하는 경우가 많은 일부 응용 분야에서는 small 부피가 필요합니다. 이러한 제한된 샘플 부피는 예를 들어 스프레이와 같이 높은 전단 속도를 요구하는 응용 분야와 연관될 수 있습니다.
무니 이워트 시스템
무니 이와트 시스템(그림 1)은 small 샘플 양과 높은 전단 속도를 결합하는 응용 분야에 사용되는 특수 컵앤밥 지오메트리입니다. 샘플은 정의된 지오메트리의 두 실린더 사이의 환형 틈에 배치됩니다. 외부 실린더(컵)가 고정되어 있는 동안 동축 내부 실린더(밥)는 정해진 속도로 회전합니다. 다른 컵 앤 밥 시스템보다 간격이 더 작습니다. 여기에는 두 가지 장점이 있습니다:
- 더 높은 전단 속도를 달성할 수 있습니다.
- 더 적은 양의 시료가 필요합니다
측정 조건
아래에서는 원뿔 및 플레이트 지오메트리와 무니 이와트 시스템으로 측정한 결과를 비교합니다. 테스트한 재료는 점도가 알려진 실리콘 오일입니다.
표 1: 측정 매개변수
| 지오메트리 | CP1/40(콘/플레이트, 원뿔: 1°, Ø: 4 mm) | 무니 이워트: 0.5 ~1 ml |
| 온도 | 25°C | |
| 전단 속도 | 1 ~ 10,000 s-1 | |
측정 결과
그림 2는 실리콘 오일의 예상 곡선과 비교한 두 측정 결과의 전단 점도 곡선을 보여줍니다. 최대 1,000 s-1의 전단 속도 범위에서 두 측정값은 동일한 전단 점도 값을 산출합니다(측정값과 지정값의 차이가 2% 미만).
그 후 원뿔/판 지오메트리로 얻은 전단 점도 곡선은 전단 얇아짐 거동을 나타냅니다. 이는 전단 가열로 인한 시료의 온도 상승 때문입니다. 이와 대조적으로 무니 이워트 시스템으로 얻은 곡선은 시료의 예상 뉴턴 거동을 더 잘 반영합니다. 6,300초-1부터 원심력으로 인해 층류가 불안정해져 이차 흐름(테일러 와류)이 발생합니다. 이로 인해 전단 점도가 눈에 띄게 증가합니다.
이 두 지오메트리로 기록된 전단 점도 곡선의 비교는 원뿔/판 지오메트리로 달성할 수 있는 전단 속도 범위와 비교하여 Ewart Mooney 시스템을 사용하여 달성한 확장된 전단 속도 범위를 보여줍니다.
결론
콘/플레이트 시스템의 유변학적 측정은 일반적으로 높은 전단 속도에서 갭 비움으로 인해 특정 전단 속도 범위로 제한됩니다. 더 높은 전단 속도와 관련된 응용 분야에는 Rosand 모세관 레오미터와 같은 다른 방법이 필요합니다. 여기에서는 최대 1,000,000 s-1의 전단 속도가 가능합니다. 그러나 더 많은 양의 재료가 필요합니다. 적은 시료 부피에 대한 전단 속도 범위를 확장하기 위한 솔루션은 Kinexus 회전 레오미터의 Ewart Mooney 시스템을 사용하는 것입니다.