Giriş
İkiz dispersiyon küreği (şekil 1), ölçüm sırasında sürekli olarak dispersiyona tabi tutulması gereken numuneler için, örneğin kısa zaman ölçeğinde belirgin bir çökelme meydana geliyorsa, kullanılacak doğru geometridir. Uygulanan kesme hızı tamamen tekdüze olmadığından, bu tür bir geometri viskozitenin iyi bir göstergesini veren daha "göreceli" bir geometri olarak düşünülmelidir. Aksine, koni-plaka sistemi gibi mutlak bir geometriye sahip bir ölçüm, kayma viskozitesinin mutlak değerlerine yol açacaktır. Burada, bu mutlak geometri ile, kayma hızı ve numune üzerine uygulanan kayma gerilimi, sırasıyla yer değiştirme ve tork ile ölçüm boşluğu kullanılarak açıkça tanımlanır. Aynı bağıl geometriye sahip iki numune üzerinde gerçekleştirilen ölçümler birbirleri arasında karşılaştırılabilir. Ancak, uygulanan kayma alanının homojen olmaması nedeniyle doğrudan mutlak sonuçlar sağlamadıkları unutulmamalıdır. Aşağıdaki tartışmada, bu farklılıkları göstermek için ölçümler yapılmaktadır. Bu amaçla, mutlak geometri ile yapılan bir test, ikiz dağılım küreği ile yapılanla karşılaştırılmıştır.
Ölçüm Koşulları
Bir duvar boyası üzerinde ikiz dispersiyon küreği (bağıl geometri) ve bir koni-plaka sistemi (mutlak geometri) ile rotasyonel (viskozite) ölçümü gerçekleştirilmiştir. Tablo 1'de testler için kullanılan koşullar gösterilmektedir.
Tablo 1: Ölçüm koşulları
| Örnek | Duvar boyası | |
| Cihaz | Kinexus ultra+ | |
| Geometri | Mutlak: CP4/40 (Koni plakası, çap: 40 mm, koni açısı: 4°) | Akraba: Kap 25 mm, çift dağılımlı kürek |
| Boşluk | 146 μm | 5 mm |
| Kayma oranı | 0.1 ila 100 s-1 | |
| Sıcaklık | 25°C | |
Tüm reometreler için geometri sabitleri, tork ve yer değiştirme gibi cihaz parametrelerini almak ve bunları gerilme ve kayma hızına dönüştürmek için dönüştürme faktörleri olarak kullanılır. Koni ve plaka için bu sabitler iyi tanımlanmıştır1. Bu çalışmada kullanılan çift dispersiyonlu kürek gibi yeni bir geometri için, mutlak geometriye yakın bir uyum sağlamak amacıyla daha yeni bir prosedür2 kullanılmıştır.
1 Macosko CW: Rheology Concepts, Principles and Applications, Wiley-VCH (1992)
2 Duffy JJ, Hill AJ, Murphy SH: Rotasyonel reometrede standart olmayan ölçüm sistemleri için gerilme ve gerinim sabitlerini belirlemek için basit yöntem, Appl. Rheol. 25 (2015) 42670.
Ölçüm Sonuçları
Şekil 2, 0,1 ile 100 s-1 arasındaki kararlı durum viskozimetri ölçümü sırasında her iki ölçümün sonuç eğrilerini göstermektedir. İkiz dispersiyon küreği ile elde edilen kayma viskozitesi değerleri, konik plaka sistemi ile yapılan ölçümden elde edilen mutlak değerlerden %10 ila 15 oranında farklılık göstermektedir. Bu hata tüm ölçüm boyunca neredeyse sabittir ve mutlak olmayan bir geometriye sahip üniform olmayan uygulanan kesme profili nedeniyle beklenmektedir. Bu kaymayı en aza indirmek için geometri sabitinde manuel bir ayarlama yapmak mümkündür; ancak bu uygulama notunda, yeni ve göreceli geometrilerin kullanımından beklenen farklılıkları göstermekiçin tartışılan yöntemdeki2 varsayılan değerler kullanılmaktadır.
Sonuç
Koni-plaka geometrisi sistemi gibi mutlak bir geometri, kayma viskozitesi değerlerini elde etmek için ilk tercihtir. Bununla birlikte, bir numune çok kararsızsa, yani çökelme veya ayrılma meydana gelirse, mutlak geometrilerin kullanımı sınırlı olabilir, oysa ikiz dağılım küreği, reolojik test sırasında numunenin viskozite davranışı hakkında daha tutarlı ve temsili bilgiler verecektir. Bu çalışmada, ikiz dispersiyon küreği ile yapılan ölçümlerin bir maddenin kayma viskozitesi değerlerine iyi bir yaklaşım sağladığı gösterilmiştir.