Die Viskosität ist ein entscheidender Parameter für das Verständnis des Durchflussverhaltens von körnigen polyanionischen Cellulose (GPAC) -Lösungen, die in verschiedenen Branchen wie Ölbohrungen, Lebensmittel und Arzneimittel über weite Anwendungen verfügen. Als Lieferant von hochwertigen granularen polyanionischen Cellulose bin ich gut mit der Bedeutung der genauen Messung seiner Lösungsviskosität. In diesem Blog werde ich einige wirksame Methoden zur Messung der Viskosität von GPAC -Lösungen teilen.
Verständnis von körnigem polyanionischen Zellulose
Bevor Sie sich mit den Messmethoden befassen, ist es wichtig zu verstehen, was granuläre polyanionische Cellulose ist. GPAC ist ein Wasser - lösliches Polymer, das aus Cellulose stammt. Es ist ein vielseitiger Additiv, der die Viskosität und Stabilität von Lösungen erhöhen kann. Wir bieten zwei beliebte Arten von schnellen - verteilten Produkten an:Schnell dispergierter polyanionischer Cellulose -PAC LVUndSchnell dispergierter polyanionischer Cellulose -PAC HV. Der "LV" und "HV" stehen für niedrige Viskosität bzw. hohe Viskosität, was auf ihre unterschiedlichen Verdickungsfähigkeiten hinweist.
Faktoren, die die Viskosität von GPAC -Lösungen beeinflussen
Mehrere Faktoren können die Viskosität von GPAC -Lösungen beeinflussen. Die Konzentration von GPAC in der Lösung ist einer der wichtigsten Faktoren. Im Allgemeinen steigt auch die Viskosität der Lösung mit zunehmender Konzentration von GPAC. Die Temperatur spielt auch eine wichtige Rolle. Höhere Temperaturen führen normalerweise zu einer Abnahme der Viskosität, da die erhöhte thermische Energie es den Polymerketten ermöglicht, sich freier zu bewegen, wodurch die innere Reibung verringert wird.
Die Scherrate ist ein weiterer Faktor. GPAC -Lösungen weisen häufig ein nicht Newton -Verhalten auf, was bedeutet, dass sich ihre Viskosität mit der angewendeten Scherfrequenz ändert. Bei niedrigen Scherraten sind die Polymerketten verwickelt, was zu einer höheren Viskosität führt. Wenn die Schergeschwindigkeit zunimmt, richten sich die Ketten in Richtung der Fließrichtung und die Viskosität nimmt ab.
Methoden zur Messung der Viskosität
Kapillarvisometrie
Kapillarvisometrie ist eine klassische Methode zur Messung der Viskosität von Flüssigkeiten. Es basiert auf dem Prinzip des POSEUILLILLE -Gesetzes, das den laminaren Flüssigkeitsfluss durch einen Kapillarrohr beschreibt. Bei dieser Methode kann ein bekanntes Volumen der GPAC -Lösung unter dem Einfluss der Schwerkraft durch ein Kapillarrohr fließen. Die Zeit, die die Lösung für den Fluss zwischen zwei markierten Punkten auf dem Rohr benötigt, wird gemessen.
Die Viskosität kann unter Verwendung der folgenden Formel berechnet werden:
[\ und = k \ rho t]
Wenn (\ eta) die Viskosität ist, ist (k) die Viskosimeterkonstante (die durch Kalibrierung des Viscometers mit einer Flüssigkeit aus bekannter Viskosität bestimmt wird), (\ rho) die Dichte der Lösung und (t) die Strömungszeit.
Die Kapillarviscometrie ist relativ einfach und kostengünstig. Es ist jedoch hauptsächlich für Newtonsche Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit niedrigem nicht -newtonschen Verhalten geeignet. Bei GPAC -Lösungen, die häufig nicht Newtonianer sind, können die Ergebnisse durch die Schergeschwindigkeit während des Flusses durch die Kapillare beeinflusst werden.
Rotationsvisometrie
Rotationsviscometrie ist eine vielseitigere Methode zur Messung der Viskosität nicht -Newtonsche Flüssigkeiten wie GPAC -Lösungen. Es umfasst das Drehen einer Spindel oder eines Bobes in der Lösung und das Messen des Drehmoments, das erforderlich ist, um die Rotation bei konstanter Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
Es gibt zwei häufige Arten von Rotationsviscometern: Koaxialzylinderviscometer und Kegel - und - Plattenviscometer. In einem koaxialen Zylinderviskosimeter wird ein zylindrischer Bob in einem koaxialen Außenzylinder platziert, und die Lösung wird in der Lücke zwischen ihnen gefüllt. Der äußere Zylinder wird gedreht und das Drehmoment des BOB gemessen.
In einem Kegel - und - Plattenviskosimeter, werden eine flache Platte und ein Kegel mit einem kleinen Winkel verwendet. Die Lösung wird zwischen dem Kegel und der Platte platziert und der Kegel wird gedreht. Der Vorteil des Kegels - und des Plattenvistrometers besteht darin, dass die Schergeschwindigkeit über die Probe gleichmäßig ist, was eine genaue Messung der Viskosität bei unterschiedlichen Scherraten ermöglicht.
Die Viskosität wird aus dem gemessenen Drehmoment und der Rotationsgeschwindigkeit unter Verwendung der Kalibrierungsgleichung des Viscometer berechnet. Rotationsviscometrie kann ein umfassendes Verständnis des nicht Newtonschen Verhaltens von GPAC -Lösungen ermöglichen, indem die Viskosität bei unterschiedlichen Scherraten gemessen wird.
Fallende Kugelviscometrie
Die fallende Kugelviscometrie basiert auf dem Prinzip des Stokes 'Gesetzes, das die Bewegung einer Kugel beschreibt, die durch eine viskose Flüssigkeit fällt. Eine kleine Sphäre bekannter Dichte und Durchmesser wird in die GPAC -Lösung fallen gelassen, und die Zeit, die die Kugel benötigt, um einen bestimmten Abstand zu fallen.
Die Viskosität kann unter Verwendung der folgenden Formel berechnet werden:
[\ eta = \ frac {2} {9} \ frac {(\ rho_s - \ rho_f) gd^2} {v}]
Wo (\ eta) die Viskosität ist, (\ rho_s) ist die Dichte der Kugel, (\ rho_f) die Dichte der Lösung, (g) die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft, (d) ist der Durchmesser der Kugel und (V) die Klemme Geschwindigkeit des Sphere.
Diese Methode ist relativ einfach und kann für eine Vielzahl von Viskositäten verwendet werden. Es wird jedoch auch durch das nicht Newtonsche Verhalten der Flüssigkeit beeinflusst, und die Ergebnisse können ungenau sein, wenn die Schergeschwindigkeit um die Kugel nicht gut kontrolliert ist.
Verfahren zur Messung der Viskosität der GPAC -Lösung
Unabhängig von der Messmethode müssen bei der Messung der Viskosität von GPAC -Lösungen einige allgemeine Schritte befolgen.
Probenvorbereitung
Bereiten Sie zunächst die GPAC -Lösung mit der gewünschten Konzentration vor. Wägen Sie die erforderliche Menge an GPAC genau ab und geben Sie sie zu einem bekannten Wasservolumen oder anderen Lösungsmitteln. Rühren Sie die Lösung vorsichtig um, um eine gleichmäßige Dispersion der GPAC -Partikel zu gewährleisten. Es ist wichtig, dass die Lösung für eine ausreichende Zeit stehen, um eine vollständige Hydratation der GPAC -Partikel zu ermöglichen.
Temperaturregelung
Führen Sie während der Viskositätsmessung eine konstante Temperatur bei. Wie bereits erwähnt, wirkt sich die Temperatur erheblich auf die Viskosität von GPAC -Lösungen aus. Die meisten Visometer sind mit Temperaturregelsystemen wie Wasserjacken ausgestattet, um die Probe bei einer gewünschten Temperatur zu halten.
Mess- und Datenanalyse
Nachdem die Probe vorbereitet und die Temperatur stabilisiert ist, führen Sie die Viskositätsmessung unter Verwendung der ausgewählten Methode durch. Nehmen Sie mehrere Messungen durch, um die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen. Analysieren Sie die Daten und berechnen Sie die Viskosität gemäß der relevanten Formel oder der Kalibrierungsgleichung des Viscometer.
Bedeutung der genauen Viskositätsmessung
Die genaue Viskositätsmessung von GPAC -Lösungen ist aus mehreren Gründen von entscheidender Bedeutung. In der Ölbohrindustrie wird GPAC als Bohrflüssigkeitszusatz verwendet, um die Viskosität und die rheologischen Eigenschaften des Bohrschlamms zu kontrollieren. Die richtige Viskosität des Bohrschlamms ist für effiziente Bohrungen, Bohrlochstabilität und Stecklinge von wesentlicher Bedeutung.
In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie wird GPAC als Verdickungsmittel, Stabilisator oder Emulgator verwendet. Die Viskosität des Endprodukts wirkt sich auf die Textur, sein Aussehen und das Regal aus. Daher ist eine genaue Viskositätsmessung erforderlich, um die Qualität und Konsistenz der Produkte sicherzustellen.
Abschluss
Die Messung der Viskosität körniger polyanionischer Celluloselösungen ist eine wichtige Aufgabe, die sorgfältig berücksichtigt wird, die die Viskosität beeinflussen, und die Auswahl geeigneter Messmethoden. Kapillarvisometrie, Rotationsviscometrie und fallende Sphere -Visometrie sind praktikable Methoden, die jeweils eigene Vorteile und Einschränkungen haben.
Als zuverlässiger Lieferant von granulären polyanionischen Cellulose sind wir bestrebt, hochwertige Produkte und technische Unterstützung zu bieten. Wenn Sie an unserer interessiert sindSchnell dispergierter polyanionischer Cellulose -PAC LVoderSchnell dispergierter polyanionischer Cellulose -PAC HVProdukte oder wenn Sie Fragen zu Viskositätsmessungen oder anderen Aspekten von GPAC haben, können Sie sich gerne an uns kontaktieren, um weitere Diskussionen und Beschaffungsverhandlungen zu erhalten.
Referenzen
- Barnes, HA, Hutton, JF & Walters, K. (1989). Eine Einführung in die Rheologie. Elsevier Science.
- Bird, RB, Armstrong, RC & Hassager, O. (1987). Dynamik polymerer Flüssigkeiten: Volumen 1, Flüssigkeitsmechanik. Wiley - Interscience.
- ASTM International. (2019). Standard -Testmethoden zur Viskosität transparenter und undurchsichtiger Flüssigkeiten (die Brookfield -Methode). ASTM D2983 - 19.
