Die Entscheidung, ob Sie ein Viskosimeter oder ein Rheometer kaufen sollen, ist nicht immer einfach. Dieser Leitfaden erläutert die Unterschiede und zeigt auf, wie ein Rheometer Ihren Anforderungen besser gerecht werden kann.
Worin besteht der Unterschied?
Bei Viskosimetern werden in der Regel mechanische Lager verwendet, die die Geschwindigkeit und das Drehmoment des Geräts begrenzen, während Rheometer reibungsarme Luftlager verwenden. Das bedeutet, dass Viskosimeter eine Lösung für Material-, Prozess- oder Produktionsprüfungen sein können, bei denen einfache Fließmessungen (bei denen die Viskosität unabhängig von der Schergeschwindigkeit ist) für Newtonsche Materialien erforderlich sind, aber die Rheometerleistung eine bessere Charakterisierung von Fließen, Verformung und sogar Klebrigkeit ermöglicht.
Adhäsion beschreibt die Wechselwirkung zwischen zwei Schichten aus gleichem (selbstklebendem) oder ungleichem (kohäsivem) Material, d. h. die Oberflächenklebrigkeit.
Viskosität des Materials (für Newtonsche und Nicht-Newtonsche)
Eine nicht-newtonsche Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, deren Viskosität sich mit der angewandten Schergeschwindigkeit oder Scherspannung ändert.
Nicht-Newtonsche Materialien).
Viskosimeter können für Prüfungen vor Ort oder aus der Ferne mitgeführt werden. Rheometer sind zwar in der Regel teurer als Viskosimeter, aber vielseitiger und haben einen größeren dynamischen Bereich von Kontroll- und Messparametern.
Viskosität messen
Die Messung der Viskosität ist die häufigste Anwendung eines Viskosimeters oder Rheometers. Bei den meisten Produkten muss die Viskosität bei niedrigen Scherraten höher sein, um ein Absetzen oder Absacken zu verhindern, und bei höheren Scherraten dünner sein, um die Anwendung oder Verarbeitung zu erleichtern. Daher reicht eine einzelne Viskositätsmessung nicht aus, um die Viskosität solcher Materialien zu beschreiben, und die Viskosität sollte über einen Bereich von Scherraten oder Spannungen gemessen werden.
Typischerweise können Viskosimeter zwischen 0,1 und 103 s-1 messen, während Rheometer den Messbereich von 10-6 bis 105 s-1 erweitern. Der größere Messbereich ermöglicht es, relevante Daten zu erhalten, indem die Probe ähnlichen Bedingungen ausgesetzt wird, wie sie bei der Herstellung oder Verwendung des Produkts herrschen.
Aufgrund des geringen Drehmoments des Rheometers eignen sich Prozesse wie die Sedimentation am besten für die Analyse mit einem Rheometer. Die Hochgeschwindigkeitssteuerung des Rheometers ermöglicht auch die Analyse von Prozessen mit sehr hohen Scherraten, wie z. B. Sprühbeschichtung.
Streckspannung
Neben der Viskosität ist die Fließspannung vielleicht die am häufigsten gemessene rheologische Eigenschaft, da viele Verbraucherprodukte dadurch an Wert gewinnen.Die Fließspannung ist definiert als die Kraft, die auf eine Probe mit einem genau definierten Querschnitt ausgeübt wird. (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt können gestaucht oder gedehnt werden. Elastische Materialien wie z. B. Gummi können auf das 5- bis 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden. Die Spannung variiert mit der Temperatur und den Zeitskalen, wobei die Druckspannung als die auf eine Probe mit einem genau definierten Querschnitt ausgeübte Kraft definiert ist. (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt können gestaucht oder gedehnt werden. Elastische Materialien wie z. B. Gummi können auf das 5- bis 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.
Druck ausüben. Rheometer können relevantere Ergebnisse liefern. Die Druckspannung ist definiert als die Kraft, die auf eine Probe mit einem genau definierten Querschnitt ausgeübt wird. (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt können gestaucht oder gedehnt werden. Elastische Materialien wie Gummi können auf das 5- bis 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.
Bei umfassender Anwendung dieser Methoden können bessere Spannungsdaten als mit Viskosimetern ermittelt werden. Wenden Sie eine Druckspannung an, die definiert ist als die Höhe der Kraft, die auf eine Probe mit einem genau definierten Querschnitt ausgeübt wird. (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt können gestaucht oder gedehnt werden. Elastische Materialien wie z. B. Gummi können auf das 5- bis 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.
Spannungsrampen gelten als die einfachste Art, ein Rheometer zu benutzen.
Was ist das Beste für mich?
Dank seiner Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit ist das Rheometer ein hervorragendes Instrument für Forschung, Produkt- und Prozessentwicklung sowie Qualitätskontrollprüfungen. Viskosimeter und Rheometer ergänzen sich gegenseitig, und es ist nicht ungewöhnlich, dass Viskosimeter innerhalb eines Unternehmens zur Qualitätskontrolle von Produkten eingesetzt werden, die mit Rheometern entwickelt wurden.
