Viscosité

La viscosité est une mesure de la résistance à l'écoulement d'un matériau, généralement un fluide. 

La viscosité peut être mesurée en utilisant deux approches différentes:

  • Viscosité de cisaillement dynamique: la contrainte de cisaillement (force) est appliquée mécaniquement au fluide et la vitesse de déplacement de la couche de fluide sur un matériau stationnaire est mesurée.
    Viscosité = Taux de contrainte et de cisaillement
  • Viscosité cinématique (également connue sous le nom de diffusivité de quantité de mouvement ou temps d'écoulement) : mesure le débit du fluide lorsqu'il se déplace sur un matériau stationnaire sous l'effet de la force gravitationnelle. Dans ce cas, la force n'est pas mesurée, car la viscosité cinématique est une mesure de la vitesse à laquelle le fluide se déplace sous l'effet de la gravité.

Les laboratoires EAG effectuent des mesures dynamiques de viscosité à l'aide des types de viscosimètres suivants:

  • Viscosimètre à taux de cisaillement élevé pour peintures et revêtements pigmentés, également appelé viscosimètre ICI
  • Viscosimètre à axe de Krebs (mètre KU) pour peintures, revêtements pigmentés, pâtes et adhésifs
  • Viscosimètres rotatifs de différentes gammes de couples fabriqués par Brookfield Engineering Corp.

Pour tous ces types d'instruments, un cône, une broche ou une palette est placé en contact avec le fluide d'essai et est tourné à un taux de cisaillement programmé. Les instruments contiennent un ressort calibré qui mesure la résistance du fluide au mouvement. Selon l'équipement utilisé, les données de viscosité peuvent être exprimées en unités de centipoise, de poise, de Pascal-secondes ou d'unités Krebs. Commun Test ASTM Les méthodes de viscosité dynamique comprennent ASTM D4287, ASTM D562 et ASTM D2196.

Les laboratoires EAG effectuent des mesures de viscosité cinématique à l'aide des viscosimètres suivants:

  • Viscosimètre Ubbelohde
  • Viscosimètre Cannon-Fenske
  • Coupe Ford
  • Tasse de Zahn
  • Tasse DIN

Les viscosimètres à coupelle sont généralement utilisés pour les peintures, les encres, les vernis et les revêtements très visqueux.

Les viscosimètres Ubbelohde et Cannon-Fenske utilisent un capillaire en verre à travers lequel le fluide s'écoule par gravité. La géométrie capillaire est trop petite pour les échantillons très visqueux. Par conséquent, les applications typiques des viscosimètres capillaires comprennent : des solutions polymères diluées, certains types de solvants, des solutions diluées, des sirops et des huiles. La viscosité intrinsèque est une technique importante pour caractériser les polymères en solution diluée, car elle fournit des informations relatives au poids moléculaire et à la forme conformationnelle d'un polymère spécifique dans un solvant choisi. La viscosité intrinsèque est normalement effectuée à l'aide du viscosimètre Ubbelohde.

Selon l'équipement utilisé, la viscosité cinématique peut être exprimée en mètres carrés par seconde, en stokes, en centistokes ou en temps en secondes. Les méthodes d'essai courantes pour la viscosité cinématique comprennent les normes ASTM D4212, ASTM D1200 et ASTM D445.

Avec toutes les techniques de viscosité, la température peut avoir un impact considérable sur les résultats des tests. Plus la température est élevée, plus le matériau s'écoule facilement, ce qui se traduit par une viscosité mesurée inférieure par rapport aux conditions ambiantes ou sub-ambiantes. Aux laboratoires EAG, bon nombre de nos viscosimètres offrent un contrôle de température sélectionné ou programmé, ce qui permet des tests de viscosité à des températures spécifiées constantes.

Utilisations idéales

  • Huiles, matières aqueuses et solvants
  • Produits de soins personnels tels que savons et lotions
  • Formulations - impact des modifications apportées aux formules, études de vieillissement, spécifications de produit
  • Peintures et revêtements
  • Aliments liquides (par exemple, sirop)
  • Vérification des matières premières
  • Polymères solubles
  • Comparer ou générer une fiche technique
  • Évaluation de la stabilité

Nos points forts

  • Les viscosimètres dynamiques de type Brookfield peuvent déterminer si un échantillon de fluide peut être classé dans les catégories newtonienne, non newtonienne, thixotrope ou rhéopectique.
  • La viscosité intrinsèque des polymères en solution diluée fournit des informations sur le poids moléculaire et la forme conformationnelle d'un polymère spécifique dans un solvant choisi
  • Comparaisons de produits (p. Ex. Peintures, adhésifs ou encres)
  • Etudier les changements de viscosité en fonction de la température, du temps et du taux de cisaillement
  • Prédiction du comportement des matériaux dans les conditions de traitement et d'utilisation finale

Limites

  • Les viscosimètres Brookfield ont une vitesse maximale de 200 tr / min
  • Les exigences de volume pour les échantillons de fluide diffèrent considérablement entre les différents types de viscosimètres. Cependant, de nombreux viscosimètres nécessitant des volumes plus importants sont configurés de manière à ce que la plupart des échantillons puissent être récupérés après les tests. Les informations ci-dessous donnent des indications générales sur les volumes requis et la possibilité de récupération:
    • Brookfield Cone and Plate: 0.5 ml par analyse, non récupérable
    • Viscosimètre ICI: ~ 1 ml, non récupérable
    • Viscosimètre Brookfield Straight Spindle: ~ 200-250 ml, mais principalement récupérable
    • Adaptateur pour petit échantillon Brookfield: ~ 20 ml par analyse, mais principalement récupérable
    • Brookfield KU (broche Krebs): ~ 1 pinte, mais principalement récupérable
    • Coupe Ford, coupe Zhan: variable, mais surtout récupérable

Spécifications techniques

  • Test de viscosité à température spécifiée constante: beaucoup de nos viscosimètres offrent un contrôle de température choisi ou programmé
  • La précision typique des viscosimètres Brookfield étalonnés est comprise dans les ± 1.0% de la plage de mesure, ce qui peut atteindre ± 2% lors de l'utilisation d'un petit adaptateur d'échantillon.
  • Nous proposons une préparation en laboratoire de solutions de polymères dilués à utiliser avec nos viscosimètres à capillaire pour mesurer la viscosité intrinsèque ou relative

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