Inleiding
De dubbele dispersie-paddle (figuur 1) is de juiste geometrie om te gebruiken voor monsters die continu gedispergeerd moeten worden tijdens de meting, bijvoorbeeld als er uitgesproken sedimentatie op korte tijdschaal optreedt. Omdat de toegepaste afschuifsnelheid niet volledig uniform is, moet dit type geometrie beschouwd worden als een meer "relatieve" geometrie die een goede indicatie geeft van de viscositeit. Daarentegen zal een meting met een absolute geometrie zoals een kegel-plaat systeem leiden tot de absolute waarden van de afschuifviscositeit. Hier, met deze absolute geometrie, worden de afschuifsnelheid en de afschuifspanning die op het monster worden uitgeoefend duidelijk gedefinieerd met behulp van de meetopening met respectievelijk de verplaatsing en het koppel. Metingen uitgevoerd op twee monsters met dezelfde relatieve geometrie kunnen onderling vergeleken worden. Maar er moet rekening mee worden gehouden dat ze niet direct absolute resultaten opleveren vanwege het niet-uniforme schuifveld. In de volgende discussie worden metingen uitgevoerd om deze verschillen aan te tonen. Hiertoe wordt een test uitgevoerd met een absolute geometrie vergeleken met de test uitgevoerd met de dubbele dispersiepaddle.
Meetomstandigheden
Er werd een rotatiemeting (viscositeit) uitgevoerd op een muurverf met de dubbele dispersiepaddle (relatieve geometrie) en met een kegelplaatsysteem (absolute geometrie). Tabel 1 toont de omstandigheden die voor de tests werden gebruikt.
Tabel 1: Meetomstandigheden
| Monster | Muurverf | |
| Apparaat | Kinexus ultra+ | |
| Geometrie | Absoluut: CP4/40 (Kegelplaat, diameter: 40 mm, kegelhoek: 4°) | Relatief: Beker 25 mm, dubbele dispersieplaat |
| Kloof | 146 μm | 5 mm |
| Schuifsnelheid | 0.1 tot 100 s-1 | |
| Temperatuur | 25°C | |
Voor alle reometers worden geometrieconstanten gebruikt als conversiefactoren om instrumentparameters zoals torsie en verplaatsing om te zetten in spanning en afschuifsnelheid. Voor de kegel en plaat zijn deze constanten goed gedefinieerd1. Voor een nieuwe geometrie zoals de twindispersie-paddle die in dit onderzoek wordt gebruikt, wordt een recentere procedure2 gebruikt om een nauwe overeenkomst met de absolute geometrie te verkrijgen.
1 Macosko CW: Reologieconcepten, beginselen en toepassingen, Wiley-VCH (1992)
2 Duffy JJ, Hill AJ, Murphy SH: Simple method for determining StressSpanning wordt gedefinieerd als een niveau van kracht uitgeoefend op een monster met een goed gedefinieerde dwarsdoorsnede. (Spanning = kracht/oppervlak). Monsters met een cirkelvormige of rechthoekige doorsnede kunnen worden samengedrukt of uitgerekt. Elastische materialen zoals rubber kunnen worden uitgerekt tot 5 tot 10 keer hun oorspronkelijke lengte.stress and strain constants for non-standard measuring systems on a rotational rheometer, Appl. Rheol. 25 (2015) 42670.
Meetresultaten
Figuur 2 toont de resulterende curven van beide metingen tijdens de stationaire viscositeitsmeting tussen 0,1 en 100 s-1. De waarden van de afschuifviscositeit verkregen met de dubbele dispersiepaddle wijken 10 tot 15% af van de absolute waarden afkomstig van de meting met het conusplatensysteem. Deze fout is bijna constant over de gehele meting en wordt verwacht door het niet-uniforme schuifprofiel met een niet-absolute geometrie. Het is mogelijk om de geometrieconstante handmatig aan te passen om deze afwijking te minimaliseren; in deze toepassingsnotitie worden echter standaardwaarden van de besproken methode2 gebruiktom de verwachte verschillen van het gebruik van nieuwe en relatieve geometrieën aan te tonen.
Conclusie
Een absolute geometrie zoals het kegel-plaat geometriesysteem is de eerste keuze om afschuifviscositeitswaarden te verkrijgen. Als een monster echter erg onstabiel is, d.w.z. als er sedimentatie of scheiding optreedt, kan het gebruik van absolute geometrieën beperkt zijn, terwijl de dubbele dispersiepaddle consistentere en representatievere informatie geeft over het viscositeitsgedrag van het monster tijdens reologische testen. In dit werk werd aangetoond dat metingen met de dubbele dispersiepaddle leiden tot een goede benadering van de afschuifviscositeitswaarden van een stof.