پارامترهای موثر در
تعیین ویسکوزیته (Viscosity)
مقدمه :
تعیین مقدار ویسکوزیته در
انواع مواد اولیه و محصولات مانند شامپو ، مایع دستشویی ،
ژل ها و محلولها از اهمیت ویژه ای برخوردار است و یکی
از فاکتورهای نسبتا مهم در آنالیز نمونه است .
مقدار ویسکوزیته نسبت مستقیم با
ماهیت نیوتونی مواد دارد . اگر نمونه ماهیت نیوتونی
داشت (یعنی بر همکنش یا برآیند نیروها در مرکز ثقل
نمونه صفر بود) مقدار ویسکوزیته با تغییر سرعت و تغییر
اسپیندل ثابت خواهد ماند . اما اگر نمونه ماهیت نیوتونی
نداشت مقدار ویسکوزیته به عوامل زیادی بستگی پیدا
خواهد کرد . از جمله با تغییر اسپیندل ، تغییر سرعت
و حتی با تغییر Source مواد سازنده نیز تغییر خواهد کرد .
در نتیجه تعیین مقدار ویسکوزیته
مواد اولیه و محصولات یک کار کاملا تجربی است که تعریف
محدوده برای هر Sample
یک پروسه طولانی دارد که شامل عوض کردن اسپندل های
مختلف در سرعت های مختلف و در عین حال ثابت بودن دما در رنج 20-25°c می باشد .
خصوصيات دستگاه
در شرکت ایران ناژو از دستگاه ويسكومتر شركت Broodfield آمريكا مدل LV با مشخصات DV-II+V استفاده شده است و قادر به خواندن 18 رنج سرعت مي باشد
.
دما :572ºF)
تا148ºF- ( 300ºC تا100ºC –
تُرك
:
0-100%
صحت ويسكوزيته :
1.0%
±
صحت دما :
149ºC+
تا 100ºC -
:1ºC ±
300ºC+ تا 150ºC + :2ºC ±
رنج ويسكوزيته :
(مدل+ LVDV-II)6000000CP - 15
دماي محيط اپراتوري
: 0ºC-40ºC
(32ºF-104ºF)
رطوبت محيط اپراتوري : 20%-80% R.H. : non - Condensing at mosphere
دستگاه ویسکومتر بايد سالي يكبار توسط شركت سازنده كاليبره شود .
تعاریف :
ويسكوزيته : (Viscosity) : نسبت
مقاومت سيال به فلوي ايجاد شده را ويسكوزيته مي نامند .
گشتاور : (Torque)
: نيرويي كه لازم است بر اسپيندل وارد شود تا با توجه به
ويسكوزيته در نمونه بچرخد.
واحد ويسكوزيته : (cp) Centipoise يا
ميلي پاسكال ثانيه (mpas) يا
Shear Stress است.
شرح دستگاه :
ويسكومتر شامل قسمتهاي زير است :
اسپيندل : (Spindel) : محورهای چرخشي بنام Spindel
وجود دارد که هرچه نمونه ، ويسكوزيته بالاتري داشته باشد شماره اسپيندل بالاتر مي
رود .
چرخش Spindel در نمونه به سرعت و سايز
آن ، ظرف حاوي نمونه و به ميزان گشتاور (Torque) بستگي دارد .
گارد : براي محافظت از Spindel در بدنه
دستگاه تعبيه شده است .
سنسور دما : ويسكوزيته به دما بستگي زيادي دارد . دماي بالا
ويسكوزيته را پائين نشان مي دهد .پس بايد به رنج دما در نمونه هاي آناليز توجه
كنيد .
ظرف حاوي نمونه : از يك بشر 250ml استفاده كنيد كه گاردوسنسور دما و اسپيندل (دقيقا تا خط نشانه روي
اسپيندل) در آن قرار گيرند .
مهم : باید توجه داشت که تعیین
مقدار ویسکوزیته در نمونه های مشابه و یا در حالت مقایسه
باید در شرایط کاملا یکسان باشد .
روش بدست آوردن رنج ویسکوزیته
1-از پائین ترین شماره اسپندل شروع کنید
. برای تعیین مقدار ویسکوزیته پائین ترین
شماره ارجحیت دارد .
2-در هر مرحله برای تعیین ویسکوزیته
خصوصا در RPM
های پائین ، حداقل یک ربع زمان بگذارید .
3-پس از تعیین شماره اسپندل ، اگر نسبت
تغییر سرعت ، متناسب با تغییر ویسکوزیته بود
، نشان می دهد نمونه ماهیت نیوتونی دارد و از ترکیب
یکنواختی برخوردار است و به عبارتی :
∆ RRM ~ ∆
Viscosity
4-جدول ویسکوزیته را تشکیل دهید
. سپس با همه اسپندل ها و همه سرعتها ویسکوزیته نمونه را گرفته و فقط
مقادیری را که دارای ترک بالای 50% هستند در
جدول یادداشت کنید .
5-با انتخاب پائین ترین اسپندل که
بالاترین ترک و بالاترین سرعت را در جدول داراست رنج ویسکوزیته
را برای نمونه انتخاب کنید .
رسم جدول
براي تعيين مقدار درست ويسكوزيته جدولي به شكل زير رسم كنيد.
|
تاريخ آزمايش |
نام نمونه |
شماره اسپيندل |
سرعت |
ويسكوزيته (CP) |
%
ترك |
دما (
Cº ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
از اسپيندلي با شماره كم شروع كنيد و مقادير سرعت ، Torque و .... را درجدول بالا يادداشت كنيد
از بين مقادير خوانده شده ويسكوزيته اي را انتخاب كنيد كه داراي بالاترين سرعت و
ترك باشد .
ترك زير 10 قابل قبول نيست و بهتر است سرعت و ترك بالاي 50 باشند . اگر دستگاه قادر به
خواندن مقادير ويسكوزيته نباشد حروف EEEE را نشان مي
دهد .
عيب يابي دستگاه :
براي اطمينان از صحت نتايج از هر يك از روشهاي زير ميتوان استفاده كرد .
1- ماهي يكبار ويسكوزيته موادي را كه مقادير ويسكوزيته آنها در برگه
آناليز داده شده است ، با توجه به رنج دماي داده شده ، اندازه گرفته و سپس مقايسه
نمائيد . مقدار ويسكوزيته بايد در يك حدود باشد.
2-ويسكوزيته يك نمونه با غلظت معمولي را بمدت يك هفته هر روز اندازه
بگيريد . در يك هفته بايد تغييرات ناچيز باشد .
3-نمونه را به مدت سه ساعت مورد اندازه گيري قرار دهيد . اسپيندلي را كه
مناسب آن است انتخاب كرده و با كشيدن جدول ويسكومتر يك ربع به يك ربع نتايج را
يادداشت كنيد . در طول سه ساعت نبايد مقدار ويسكوزيته تغيير كند . روز بعد همين
آزمايش را تكرار كنيد . بايد نتايج مشابهي بدست آيد .
اگر با انجام دادن اين كارها به نتيجه نرسيديد با شركت سازنده تماس حاصل
كنيد .
نگهداري از دستگاه
4-1-اسپيندل ها بسيار حساس هستند و نبايد ضربه بخورند . براي شستن آنها
نبايد از مواد خورنده استفاده كرد . پس از شستن با آب و خشك كردن در جاي مخصوص خود
قرار دهيد .
4-2-هيچ وقت گارد
را باز نكنيد و با پي ست محتوي آب RO آن را شسته و
خشك نمائيد . هميشه مواظب باشيد آب به بدنه دستگاه نخورد .
4-3-پس از پايان كار حتما پيچ سياه مخصوص محور گرداننده را ببنديد تا از ضربه
هاي احتمالي به آن محافظت شود .
برای اطلاعات بیشتر در این زمینه با شرکت ایران
ناژو تماس حاصل فرمائید .
فرحناز حدیدساز کارشناس ارشد آزمایشگاه شیمی
Author: F- Hadidsaz