Ako dodávateľ viskozimetrov som bol z prvej ruky svedkom hlbokého vplyvu aditív na merania viskozimetrov. Pochopenie tohto vzťahu je kľúčové pre priemyselné odvetvia, ktoré sa spoliehajú na presné údaje o viskozite, ako je potravinársky, farmaceutický a chemický sektor. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do účinkov aditív na merania viskozimetrov a preskúmam, ako môžu rôzne typy prísad zmeniť hodnoty viskozity a prečo je to dôležité pre vaše podnikanie.
Základy viskozity a viskozimetrov
Skôr než sa ponoríme do účinkov aditív, stručne si zopakujme pojem viskozita a ako fungujú viskozimetre. Viskozita je miera odporu tekutiny voči prúdeniu. Je to základná vlastnosť, ktorá ovplyvňuje, ako sa kvapalina správa v rôznych aplikáciách, od nalievania nápoja až po mazanie strojov.
Viskozimetre sú prístroje používané na meranie viskozity. Existuje niekoľko typov viskozimetrov, z ktorých každý má svoj vlastný princíp činnosti a vhodnosť pre rôzne druhy kvapalín. Dva bežné typy nami dodávaných viskozimetrov súMikro viskozimeteraRotačný viskozimeter.
Mikro viskozimeter je určený na meranie viskozity malých objemov vzoriek, vďaka čomu je ideálny pre aplikácie, kde je veľkosť vzorky obmedzená. Funguje tak, že sa meria čas, ktorý potrebuje tekutina pretiecť kapilárou pod vplyvom gravitácie alebo tlaku.
Rotačný viskozimeter na druhej strane meria viskozitu otáčaním vretena alebo kotúča v kvapaline a meraním krútiaceho momentu potrebného na udržanie konštantnej rýchlosti otáčania. Tento typ viskozimetra je vhodný pre širokú škálu kvapalín, od kvapalín s nízkou viskozitou až po pasty s vysokou viskozitou.
Ako aditíva ovplyvňujú viskozitu
Aditíva sú látky pridávané do kvapaliny na úpravu jej vlastností, ako je viskozita, stabilita alebo výkon. Existuje mnoho rôznych typov prísad, vrátane zahusťovadiel, riedidiel, povrchovo aktívnych látok a stabilizátorov. Každý typ prísady môže mať odlišný vplyv na viskozitu v závislosti od chemického zloženia a koncentrácie.
Zahusťovadlá
Zahusťovadlá sú prísady používané na zvýšenie viskozity kvapaliny. Fungujú tak, že vytvárajú sieť molekúl, ktoré odolávajú toku, čím sa kvapalina stáva viskóznejšou. Bežné zahusťovadlá zahŕňajú polyméry, gumy a škroby.
Keď sa do kvapaliny pridá zahusťovadlo, viskozimeter zmeria zvýšenie viskozity. Veľkosť zvýšenia závisí od typu a koncentrácie zahusťovadla, ako aj od teploty a šmykovej rýchlosti kvapaliny. Napríklad zahusťovadlo polyméru s vysokou molekulovou hmotnosťou bude mať vo všeobecnosti väčší vplyv na viskozitu ako polymér s nízkou molekulovou hmotnosťou.
Riedidlá
Riedidlá sú prísady používané na zníženie viskozity kvapaliny. Fungujú tak, že rozbíjajú medzimolekulové sily, ktoré držia tekutinu pohromade, čím uľahčujú jej prúdenie. Bežné riedidlá zahŕňajú rozpúšťadlá, oleje a alkoholy.
Keď sa do kvapaliny pridá riedidlo, viskozimeter zmeria zníženie viskozity. Veľkosť úbytku závisí od typu a koncentrácie riedidla, ako aj od vlastností kvapaliny. Napríklad polárne rozpúšťadlo bude mať vo všeobecnosti väčší vplyv na viskozitu polárnej tekutiny ako nepolárne rozpúšťadlo.
Povrchovo aktívne látky
Povrchovo aktívne látky sú aditíva, ktoré znižujú povrchové napätie tekutiny, čím uľahčujú jej rozotieranie a miešanie. Fungujú tak, že sa adsorbujú na rozhraní medzi tekutinou a inou látkou, ako je vzduch alebo pevný povrch.
Povrchovo aktívne látky môžu mať komplexný vplyv na viskozitu v závislosti od ich koncentrácie a vlastností kvapaliny. Pri nízkych koncentráciách môžu povrchovo aktívne látky znížiť viskozitu tekutiny narušením medzimolekulových síl, ktoré držia tekutinu pohromade. Pri vysokých koncentráciách však môžu povrchovo aktívne látky vytvárať micely alebo agregáty, ktoré zvyšujú viskozitu tekutiny.
Stabilizátory
Stabilizátory sú prísady používané na zabránenie oddeľovania alebo usadzovania tekutiny v priebehu času. Pôsobia tak, že zvyšujú stabilitu tekutiny, a to buď vytvorením ochrannej vrstvy okolo častíc alebo zvýšením viskozity spojitej fázy.
Stabilizátory môžu mať významný vplyv na viskozitu, najmä v emulziách a suspenziách. Keď sa do emulzie pridá stabilizátor, môže to zvýšiť viskozitu spojitej fázy, čo sťaží zlúčenie kvapiek. Výsledkom je stabilnejšia emulzia s vyššou viskozitou.
Prečo sú pri meraniach viskozimetrov dôležité aditívne účinky
Účinky prísad na merania viskozimetrov sú dôležité z niekoľkých dôvodov. Po prvé, presné merania viskozity sú nevyhnutné na zabezpečenie kvality a konzistencie produktu. Ak je viskozita tekutiny príliš vysoká alebo príliš nízka, môže to ovplyvniť výkon produktu, ako je jeho tekutosť, stabilita alebo vzhľad.
Po druhé, pochopenie účinkov aditív na viskozitu vám môže pomôcť optimalizovať formuláciu vašich produktov. Výberom správnych prísad a úpravou ich koncentrácií môžete dosiahnuť požadovanú viskozitu a ďalšie vlastnosti vašej tekutiny.
Napokon, presné merania viskozity sú dôležité pre súlad s priemyselnými normami a predpismi. Mnohé priemyselné odvetvia, ako napríklad potravinársky a farmaceutický priemysel, majú špecifické požiadavky na viskozitu svojich produktov. Použitím viskozimetra na meranie viskozity vašich produktov sa môžete uistiť, že spĺňajú tieto požiadavky.
Faktory, ktoré je potrebné zvážiť pri meraní viskozity s aditívami
Pri meraní viskozity kvapaliny obsahujúcej prísady je potrebné zvážiť niekoľko faktorov, aby sa zabezpečili presné a spoľahlivé výsledky.
Teplota
Teplota má významný vplyv na viskozitu, pretože väčšina kvapalín sa s rastúcou teplotou stáva menej viskóznou. Pri meraní viskozity kvapaliny obsahujúcej prísady je dôležité kontrolovať teplotu kvapaliny a viskozimetra, aby sa zabezpečili konzistentné výsledky.
Šmyková rýchlosť
Šmyková rýchlosť je ďalším dôležitým faktorom, ktorý môže ovplyvniť merania viskozity. Šmyková rýchlosť sa týka rýchlosti, ktorou sa tekutina deformuje alebo strihá. Rôzne typy viskozimetrov pracujú pri rôznych šmykových rýchlostiach a viskozita kvapaliny sa môže meniť v závislosti od šmykovej rýchlosti.
Pri meraní viskozity kvapaliny obsahujúcej prísady je dôležité zvoliť viskozimeter, ktorý pracuje pri šmykovej rýchlosti, ktorá je reprezentatívna pre podmienky, za ktorých sa kvapalina bude používať. Napríklad, ak sa kvapalina bude čerpať potrubím, možno budete chcieť zvoliť viskozimeter, ktorý meria viskozitu pri vysokej šmykovej rýchlosti.
Príprava vzorky
Správna príprava vzorky je nevyhnutná pre presné meranie viskozity. Pri príprave vzorky obsahujúcej prísady je dôležité zabezpečiť, aby boli prísady rovnomerne rozložené v kvapaline. Dá sa to dosiahnuť dôkladným premiešaním vzorky pred meraním viskozity.
Je tiež dôležité vyhnúť sa zavedeniu vzduchových bublín do vzorky, pretože vzduchové bubliny môžu ovplyvniť meranie viskozity. Ak sú vo vzorke prítomné vzduchové bubliny, možno ich odstrániť odplynením vzorky alebo použitím viskozimetra so zabudovanou funkciou odplynenia.
Záver
Záverom možno povedať, že prísady môžu mať významný vplyv na merania viskozimetrov a pochopenie tohto vzťahu je kľúčové pre priemyselné odvetvia, ktoré sa spoliehajú na presné údaje o viskozite. Výberom správneho viskozimetra a zvážením faktorov, ktoré ovplyvňujú meranie viskozity, môžete zabezpečiť presné a spoľahlivé výsledky pri meraní viskozity kvapalín obsahujúcich prísady.
Ak hľadáte viskozimeter alebo potrebujete pomoc s meraním viskozity, neváhajte nás kontaktovať. Náš tím odborníkov vám môže poskytnúť informácie a podporu, ktorú potrebujete na výber správneho viskozimetra pre vašu aplikáciu a na zabezpečenie presných a spoľahlivých meraní viskozity.
Referencie
- ASTM International. (2019). Štandardné skúšobné metódy pre viskozitu kvapalín rotačným viskozimetrom. ASTM D2983 - 19.
- ISO. (2003). Stanovenie viskozity kapilárnymi viskozimetrami. ISO 3104:2004.
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Úvod do reológie. Spoločnosť Elsevier Science Publishing Co., Inc.