听起来很简单,确实如此;使用Zahn或Efflux杯子不需要特殊技能。然而,有些变量可能导致粘度测量不准确。当大量生产的材料需要精确的粘度时,这很难说是理想的。可能导致读数不准确的变量包括温度因素、操作失误和维护问题,例如杯子上有一个洞没有清洗。
蘸杯方法
在使用Zahn杯时,操作者根据杯子的型号,需要在被测量的液体中插入温度计,将手指放入戒指中,将杯子从液体中抬起,当杯子打破表面时启动秒表,然后当液体从孔口稳定流动打破时停止计时。读数以秒为单位,然后通过以下公式转换为以厘斯托(cSt)表示的运动粘度:V = K (T-C)其中
运动粘度(cSt)
T =秒
K和C是与所用杯子有关的常数
这是一种方法。许多读数也以杯秒而不是厘斯托来报告。从漏液时间出发,可以用转换图来关联粘度。
扎恩杯的精度通常在已知标准的1秒内。为了精确起见,每个杯子都应该有一个修正,这是通过将测量的粘度与粘度标准进行比较来确定的。这需要适合所使用的杯子的大小。
旋转粘度计的优点
了解材料的粘度当然很重要。但是,性能因素和流变学信息呢?如果有需要或要求,不仅是粘度测量,而且是剪切速率信息,凹陷,触变行为,你应该怎么做?这些同样重要。可以使用哪种成本效益高的方法来收集这些信息?旋转粘度计,适当的配件和强大的软件可以获得这些类型的参数,而花费不到5000美元。成本效益高,准确,可靠,最重要的是,可重复的流变数据可以产生和存储用于分析。这些工具没有猜测,没有主观性。粘度、剪切速率、剪切应力等数据均能即时、准确地显示在仪器屏幕上。数据可以在单点测量中收集,也可以使用软件绘制图表,存储并导出到Excel。
高剪切速率测量
为了评估涂层在喷涂或刷刷时的表现,需要高剪切速率仪器来测试这种情况。有许多仪器可以执行这一重要功能(图5)。ICI为涂料行业生产了一种高剪切速率锥/板仪器,分别在900和750 rpm时,剪切速率为12,000和10,000秒。例如,这种类型的高剪切速率能力是喷涂应用所需要的。显然,在这些高剪切速率下,了解材料的粘度和流变行为是至关重要的。对于数据分析,可用的软件包可以绘制和存储数据,创建用于演示的专业报告,导出到Excel,并提供幂律等数学建模功能。
单点测量与多点测量
单点测量,比如用扎恩杯测量,可以很快给你一个粘度值。旋转粘度计可以给出单点粘度以及剪切速率和剪切应力,但单点测量不能表明材料的流动特性。一种快速解决这个问题的方法被称为Thix指数,它包括在转速上每隔十年进行两次测量。例如,粘度测量是在每分钟1转;第二次测量是在10转/分时进行的。将低速粘度读数除以高速粘度读数,就得到了Thix指数。Thix指数越高,粘度差越大,物料剪切稀化程度越高,越容易泵出。流体行为的一个更准确的指示器是创建流动曲线或流变图。为此,必须收集多个数据点。如图6所示,速度斜坡测试是材料剪切时行为的最佳指标之一。通过运行简单的速度斜坡测试并随着时间的推移收集数据,可以将材料分为剪切变薄(假塑性)或剪切增厚(膨胀剂)。更多的信息可以通过绘制剪切应力与剪切速率的关系,并使用数学模型来收集,例如通常用于涂料解释数据的Bingham模型。
综上所述,“速度斜坡”测试通常用于确定伪塑性。通过提高和降低速度(剪切速率),并绘制粘度与剪切速率的数据,就会生成一条曲线。如果数据点随着剪切速率的降低而回落,则材料与时间无关。
时间灵敏度
为了确定材料的时间敏感性(触变性),在恒定转速下生成粘度曲线。在指定的时间间隔内采集数据。如果粘度随时间降低(图7),则材料随时间变化(触变)。通过在新批次的材料上生成这些类型的流量曲线,并将其与已知的良好样品进行比较,可以确保材料的质量和性能。
高性价比的数据分析
在最后的分析中,这当然取决于最终用户来确定收集流变数据与Zahn杯运动粘度数据是否相关。当然,对于某些应用程序来说,所有这些数据可能都不是必需的。然而,当性能和质量不能妥协时,关于材料如何泵送、喷涂、拉丝或包含的数据应该量化。对于这种类型的分析,精确的、可重复的测量是必需的,甚至是必要的。如果有一种具有成本效益的方法来收集这些信息,那就更好了。旋转粘度计的最低成本支出可以低于2000美元,如果同时实施温度控制,则可能高达5000美元。粘度计、相关配件和数据分析软件的成本(即,确定一种材料是否适合以数千加仑为单位生产)可以迅速收回。配方、性能和生产成本都可以通过快速、简单和准确的流量特性测试获得收益。
欲了解更多信息,请访问http://www.brookfieldengineering.com或联系v_hebert@brookfieldengineering.com。
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