Introducere
Paleta de dispersie dublă (figura 1) este geometria potrivită pentru eșantioanele care trebuie dispersate continuu în timpul măsurării, de exemplu, dacă are loc o sedimentare pronunțată pe o perioadă scurtă de timp. Deoarece rata de forfecare aplicată nu este complet uniformă, acest tip de geometrie trebuie considerat ca o geometrie mai "relativă", care oferă o indicație bună a vâscozității. Dimpotrivă, o măsurare cu o geometrie absolută, cum ar fi un sistem de plăci conice, va conduce la valori absolute ale vâscozității de forfecare. În acest caz, cu această geometrie absolută, viteza de forfecare și tensiunea de forfecare aplicate probei sunt clar definite folosind spațiul de măsurare cu deplasarea și, respectiv, cuplul. Măsurătorile efectuate pe două probe cu aceeași geometrie relativă pot fi comparate între ele. Dar trebuie avut în vedere faptul că acestea nu oferă rezultate absolute directe din cauza câmpului de forfecare aplicat neuniform. În discuția următoare, sunt efectuate măsurători pentru a demonstra aceste diferențe. În acest scop, un test efectuat cu o geometrie absolută este comparat cu cel efectuat cu paleta de dispersie dublă.
Condiții de măsurare
Măsurarea rotației (vâscozității) a fost efectuată pe o vopsea de perete cu paleta de dispersie dublă (geometrie relativă) și cu un sistem de plăci conice (geometrie absolută). Tabelul 1 prezintă condițiile utilizate pentru teste.
Tabelul 1: Condiții de măsurare
| Mostră | Vopsea de perete | |
| Dispozitiv | Kinexus ultra+ | |
| Geometrie | Absolută: CP4/40 (Placă conică, diametru: 40 mm, unghiul conului: 4°) | Relativă: Cupa de 25 mm, paleta de dispersie dublă |
| Gap | 146 μm | 5 mm |
| Rata de forfecare | 0.1 până la 100 s-1 | |
| Temperatura | 25°C | |
Pentru toate reometrele, constantele geometrice sunt utilizate ca factori de conversie pentru a lua parametrii instrumentului, cum ar fi cuplul și deplasarea, și a-i converti în tensiune și viteză de forfecare. Pentru con și placă, aceste constante sunt bine definite1. Pentru o geometrie nouă, cum ar fi paleta cu două dispersii utilizată în acest studiu, se utilizează o procedură mai recentă2 pentru a genera o concordanță strânsă cu geometria absolută.
1 Macosko CW: Rheology Concepts, Principles and Applications, Wiley-VCH (1992)
2 Duffy JJ, Hill AJ, Murphy SH: Simple method for determining stress and strain constants for non-standard measuring systems on a rotational rheometer, Appl. Rheol. 25 (2015) 42670.
Rezultatele măsurătorilor
Figura 2 prezintă curbele rezultate din ambele măsurători în timpul măsurării viscometrice în regim staționar între 0,1 și 100 s-1. Valorile vâscozității de forfecare obținute cu paleta de dispersie dublă diferă cu 10 până la 15% de cele absolute provenite din măsurarea cu sistemul de plăci conice. Această eroare este aproape constantă de-a lungul întregii măsurători și este așteptată din cauza profilului de forfecare neuniform aplicat cu o geometrie neabsolută. Este posibil să se facă o ajustare manuală a constantei geometriei pentru a minimiza acest decalaj; cu toate acestea, această notă de aplicare utilizează valorile implicite din metoda discutată2pentru a demonstra diferențele așteptate din utilizarea geometriilor noi și relative.
Concluzie
O geometrie absolută, cum ar fi sistemul geometric cu plăci conice, este prima alegere pentru obținerea valorilor vâscozității de forfecare. Cu toate acestea, în cazul în care o probă este foarte instabilă, adică are loc sedimentarea sau separarea, utilizarea geometriei absolute poate fi limitată, în timp ce paleta de dispersie dublă va oferi informații mai consistente și mai reprezentative despre comportamentul vâscozității probei în timpul testării reologice. În această lucrare, s-a demonstrat că măsurătorile cu paleta de dispersie dublă conduc la o bună aproximare a valorilor vâscozității de forfecare a unei substanțe.