Viskozite ve Reoloji

Viskozite ve reoloji ölçümü neyi gösterir

Viskozite, bir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Su gibi Newton tipi sıvılarda bu değer karıştırma hızından bağımsızdır. Buna karşın boya, krem, sos ve polimer eriyikleri gibi ürünlerde viskozite kesme hızıyla değişir; bu nedenle tek bir sayı ürünün gerçek davranışını anlatmaya yetmeyebilir.

Rotasyonel viskozimetre belirli bir hızdaki direnci ölçer ve rutin kalite kontrol için yeterlidir. Reometre ise akış eğrisini, akma noktasını ve tiksotropiyi hesaplar. Böylece ürünün kutudan dökülürken, fırçayla sürülürken ya da pompalanırken nasıl davranacağı öngörülebilir.

Hangi cihazın gerektiğine karar verirken ürünün kullanım koşulu esas alınır. Örneğin bir boyanın kutuda dinlenirken, karıştırılırken ve fırçayla sürülürken gösterdiği viskozite birbirinden farklıdır; bu farkın ölçülmesi gerekiyorsa tek hızlı okuma yerine akış eğrisi alınır.

Viskozimetre ve reometre seçim rehberi

Rutin kalite kontrol

• Model ailesine genel bakış: Analog, dijital ve KU tipi modellerin karşılaştırması viskozimetre modelleri sayfasında yer alır.
• Giriş sınıfı: Tek hızda veya birkaç hızda okuma yapılan laboratuvarlar için dijital rotasyonel viskozimetre yeterlidir.
• Veri entegrasyonu: Sonuçların laboratuvar bilgi yönetim sistemine aktarılması gerekiyorsa LIMS uyumlu viskozimetre tercih edilir.

Metot ve analiz derinliği

• Çok adımlı metotlar: Hız ve süre adımlarını kaydedip tekrar çalıştırmak için programlanabilir viskozimetre kullanılır.
• Ekranda analiz: Ölçüm eğrisini cihaz üzerinde görmek ve rapor düzenlemek için eğri görüntülemeli model uygundur.
• Çok düşük ve çok yüksek viskozite: Geniş tork ve hız aralığı gerektiğinde geniş aralıklı viskozimetre öne çıkar.
• Reoloji: Akma noktası ve tiksotropi hesabı için rotasyonel reometre seçilir.

Yüksek kesme hızı ve özel ölçümler

• Az numune, yüksek sıcaklık: Polimer, reçine ve yapıştırıcılarda cone plate viskozimetre birkaç gram numuneyle çalışır.
• Çok yüksek kesme hızı: Püskürtme ve kaplama koşullarını taklit etmek için yüksek kayma hızlı cone plate modeli kullanılır.
• Kür süresi: Reçine ve yapıştırıcıların sertleşme süresi jelleşme süresi ölçüm cihazı ile izlenir.
• Katı ve yarı katı ürünler: Sertlik, yapışkanlık ve elastikiyet ölçümü için tekstür analiz cihazı gerekir.

Uygulama alanları

• Boya ve kaplama: dolum kıvamı, sarkma davranışı ve parti onayı
• Kozmetik ve kişisel bakım: krem ve losyonlarda kıvam tutarlılığı
• Gıda: sos, şurup ve süt ürünlerinde akış davranışı
• Polimer, reçine ve yapıştırıcı: işleme sıcaklığında viskozite ve kür süresi

Boya laboratuvarlarında viskozite ölçümü genellikle film uygulaması ve kaplama dayanım testleriyle birlikte yürütülür. Ölçüm prensiplerinin özeti teknolojiler sayfasında bulunur.

Ölçüm öncesi numune hazırlığı

Viskozite sonucu, cihaz kadar numunenin ölçüme nasıl hazırlandığına da bağlıdır. Numune kabına alınırken içinde hava kabarcığı kalmaması gerekir; kabarcıklar mil çevresinde boşluk oluşturur ve okunan değeri düşürür. Bu nedenle köpürmeye yatkın ürünler bir süre dinlendirilir ya da kabarcıkları giderilerek ölçülür.

Tiksotropik ürünlerde numunenin geçmişi sonucu doğrudan etkiler. Karıştırılmış bir boya, dinlenmiş haline göre daha düşük viskozite gösterir. Bu yüzden ölçüm öncesi karıştırma süresi ve dinlendirme süresi metoda yazılır; böylece farklı vardiyalarda ya da farklı laboratuvarlarda alınan sonuçlar karşılaştırılabilir kalır.

• Numune ve mil, ölçüm sıcaklığına getirildikten sonra ölçüme başlanır.
• Kap çapı ve numune yüksekliği metotta tanımlanan değerlerle aynı tutulur.
• Okuma, tork değeri kararlı hale geldiğinde alınır; ilk saniyelerdeki değer kayda geçirilmez.

Ölçümün tekrarlanabilirliğini belirleyen unsurlar

Viskozite sıcaklığa çok duyarlıdır; birkaç derecelik fark sonucu belirgin biçimde değiştirebilir. Bu nedenle ölçüm sıcaklığı sabit tutulur ve raporda belirtilir. Ayrıca kullanılan mil, hız ve ölçüm süresi de sonuçla birlikte kayda geçirilir; aksi halde iki laboratuvarın sonuçları karşılaştırılamaz.

Rotasyonel viskozimetrelerle ölçüm yönteminin genel çerçevesi ASTM D2196 standardında tanımlanır. Mil ve hız seçiminin ayrıntıları ise viskozimetre mil seçimi rehberinde anlatılır.

Sıkça sorulan sorular

İlgili rehberler

• Rotasyonel viskozimetrede mil ve hız seçimi