11.03.2020 by Dr. Shona Marsh
Wiskozymetr czy reometr - co jest dla mnie najlepsze?
Podjęcie decyzji o zakupie wiskozymetru lub reometru nie zawsze jest proste. W tym przewodniku omówimy różnice i pokażemy, w jaki sposób reometr może być bardziej odpowiedni dla Twoich potrzeb.
Jaka jest różnica?
Zazwyczaj wiskozymetr wykorzystuje łożysko mechaniczne, które ogranicza prędkość i moment obrotowy urządzenia, podczas gdy reometr wykorzystuje łożysko powietrzne o niskim współczynniku tarcia. Oznacza to, że wiskozymetr może być rozwiązaniem dla testów materiałowych, procesowych lub produkcyjnych, które wymagają prostych pomiarów przepływu na materiałach newtonowskich (gdzie lepkość jest niezależna od szybkości ścinania), jednak wydajność reometru pozwala na znacznie lepszą charakterystykę przepływu, deformacji, a nawet lepkości materiału (dla materiałów newtonowskich i nienewtonowskich).
Wiskozymetr może być przenośny do testów terenowych lub zdalnych. Reometry, choć generalnie droższe niż wiskozymetry, są bardziej wszechstronne i mają znacznie szerszy zakres dynamiczny parametrów kontrolnych i pomiarowych.
Pomiar Viscosity
Pomiar lepkości jest najczęstszym zastosowaniem wiskozymetru lub reometru. W przypadku większości produktów, lepkość musi być wysoka przy niskich szybkościach ścinania, aby zapobiec sedymentacji lub opadaniu, ale musi się rozrzedzać przy wyższych szybkościach ścinania, aby ułatwić aplikację lub przetwarzanie. Dlatego pojedynczy pomiar lepkości nie jest wystarczający do opisania lepkości takich materiałów i lepkość powinna być mierzona w zakresie szybkości ścinania lub naprężeń.
Zazwyczaj wiskozymetr może mierzyć w zakresie od około 0,1 do103 s-1, podczas gdy reometr rozszerza zakres pomiarowy od 10-6 do105 s-1. Szerszy zakres pomiarowy umożliwia uzyskanie odpowiednich danych poprzez wystawienie próbki na warunki, które są realistyczne w stosunku do warunków stosowanych podczas produkcji lub użytkowania produktu.
Procesy takie jak sedymentacja najlepiej nadają się do analizy za pomocą reometru ze względu na jego niski moment obrotowy. Kontrola wysokiej prędkości reometru umożliwia również analizę procesów o bardzo wysokiej szybkości ścinania, takich jak natryskiwanie.
| Proces | Minimalna szybkość ścinania (s-1) | Maksymalna szybkość ścinania (s-1) | Wiskozymetr | Reometr |
| Wklęsłodruk | 105 | 106 | ✔ | |
| Natryskiwanie | 104 | 105 | ✔ | |
| Powłoka ostrza | 103 | 105 | ✔ | ✔ |
| Mieszanie | 10 | 103 | ✔ | ✔ |
| Szczotkowanie | 10 | 103 | ✔ | ✔ |
| Pompowanie | 1 | 103 | ✔ | ✔ |
| Wyciskanie | 1 | 102 | ✔ | ✔ |
| Powłoka kurtynowa | 1 | 102 | ✔ | ✔ |
| Poziomowanie | 10-2 | 0.1 | ✔ | |
| Ugięcie | 10-2 | 0.1 | ✔ | |
| Sedymentacja | 10-6 | 10-2 | ✔ |
Granica plastyczności
Po lepkości, granica plastyczności jest prawdopodobnie najczęściej mierzoną właściwością reologiczną, ponieważ wiele produktów konsumenckich zyskuje na jej posiadaniu.
Granica plastyczności zmienia się w zależności od temperatury i czasu, w którym naprężenie jest przykładane. Reometry mogą dostarczać bardziej istotnych danych dotyczących granicy plastyczności niż wiskozymetry, umożliwiając zastosowanie szerokiego zakresu tych metod. Zastosowanie rampy naprężenia jest uważane za najłatwiejszy sposób przy użyciu reometru.
Co jest dla mnie najlepsze?
Zwiększona wszechstronność i wydajność sprawiają, że reometry są doskonałym narzędziem do badańarch, rozwoju produktów i procesów, a także testów kontroli jakości. Zarówno wiskozymetry, jak i reometry wzajemnie się uzupełniają i nierzadko zdarza się, że w ramach jednej organizacji wiskozymetry są wykorzystywane do testów kontroli jakości produktów, które zostały opracowane przy użyciu reometru. Jednak dzięki wszechstronności i możliwościom oprogramowania Kinexus, zarówno pomiary badawczo-rozwojowe, jak i pomiary QC (z kryteriami pozytywnymi i negatywnymi), w tym opcja 21 CFR (dla przemysłu farmaceutycznego), mogą być dostosowane do rodzaju próbki, zastosowania i operatora.
| Kinexus Zakres | Zakres Rosand | |
| Typ pomiaru | ||
| Wiskozymetria | ||
| - Krzywe przepływu (lepkość ścinania i rozciągania) | ✔ | ✔ |
| - Granica plastyczności | ✔ | |
| - TiksotropiaW przypadku większości cieczy rozrzedzanie ścinające jest odwracalne i ciecze w pewnym momencie uzyskują swoją pierwotną lepkość po usunięciu siły ścinającej.Tiksotropia | ✔ | |
| - Pojedyncze ścinanie | ✔ | ✔ |
| - Die Swell | ✔ | |
| - Odciąg (siła topnienia) | ✔ | |
| - Odprężenie | ✔ | ✔ |
| - PVT | ✔ | |
| - Współwytłaczanie | ✔ | |
| - PełzaniePełzanie opisuje zależne od czasu i temperatury odkształcenie plastyczne pod wpływem stałej siły. Gdy stała siła jest przykładana do mieszanki gumowej, początkowe odkształcenie uzyskane w wyniku przyłożenia siły nie jest stałe. Odkształcenie będzie rosło wraz z upływem czasu.Pełzanie | ✔ | |
| Oscylacja | ||
| - Zmiana amplitudy | ✔ | |
| - Przemiatanie częstotliwości | ✔ | |
| - Pojedyncza częstotliwość (z i bez ramp temperaturowych i tabel) | ✔ | |
| - Utwardzanie UV | ✔ | |
| Lepkość i przyczepność | ✔ | |
| Zakres temperatur | -40 - 350 °C | 5 - 500 °C |
| Zakres szybkości ścinania (zależny od próbki) | <<1 x 10-3 do > 50 000 s-1 | <1 do > 1 miliona s-1 |