Vâscozitatea este un parametru crucial în înțelegerea comportamentului de flux al soluțiilor granulare de celuloză polianionică (GPAC), care are aplicații largi în diferite industrii, cum ar fi forajul petrolier, alimente și produse farmaceutice. În calitate de furnizor de celuloză polianionică granulară de înaltă calitate, sunt bine versat în importanța măsurii cu exactitate a vâscozității soluției sale. În acest blog, voi împărtăși câteva metode eficiente pentru măsurarea vâscozității soluțiilor GPAC.
Înțelegerea celulozei polianionice granulare
Înainte de a intra în metodele de măsurare, este esențial să înțelegem care este celuloza polianionică granulară. GPAC este un polimer solubil în apă derivat din celuloză. Este un aditiv versatil care poate crește vâscozitatea și stabilitatea soluțiilor. Oferim două tipuri populare de produse rapide - dispersate:Celuloza polianionică dispersată rapid PAC LVşiPac HV cu celuloză polianionică cu dispersie rapidă. „LV” și „HV” stau pentru vâscozitate scăzută și, respectiv, vâscozitate ridicată, ceea ce indică capacitățile lor de îngroșare diferite.
Factori care afectează vâscozitatea soluțiilor GPAC
Câțiva factori pot influența vâscozitatea soluțiilor GPAC. Concentrația GPAC în soluție este unul dintre cei mai importanți factori. În general, pe măsură ce concentrația de GPAC crește, vâscozitatea soluției crește. Temperatura joacă, de asemenea, un rol vital. Temperaturile mai ridicate duc de obicei la o scădere a vâscozității, deoarece energia termică crescută permite lanțurilor polimerice să se deplaseze mai liber, reducând frecarea internă.
Rata de forfecare este un alt factor. Soluțiile GPAC prezintă adesea un comportament non -newtonian, ceea ce înseamnă că se schimbă vâscozitatea lor cu rata de forfecare aplicată. La rate scăzute de forfecare, lanțurile de polimeri sunt încurcate, ceea ce duce la o vâscozitate mai mare. Pe măsură ce rata de forfecare crește, lanțurile se aliniază în direcția fluxului, iar vâscozitatea scade.
Metode pentru măsurarea vâscozității
Viscometria capilară
Viscometria capilară este o metodă clasică pentru măsurarea vâscozității fluidelor. Se bazează pe principiul Legii lui Poiseuille, care descrie fluxul laminar al unui fluid printr -un tub capilar. În această metodă, un volum cunoscut al soluției GPAC este lăsat să curgă printr -un tub capilar sub influența gravitației. Se măsoară timpul necesar pentru ca soluția să curgă între două puncte marcate pe tub.
Vâscozitatea poate fi calculată folosind următoarea formulă:
[\ și = k \ rho t]
unde (\ eta) este vâscozitatea, (k) este constanta viscometer (care este determinată prin calibrarea viscometrului cu un fluid de vâscozitate cunoscută), (\ rho) este densitatea soluției, iar (t) este timpul de debit.
Viscometria capilară este relativ simplă și ieftină. Cu toate acestea, este potrivit în principal pentru lichidele sau lichidele newtoniene cu un comportament scăzut newtonian. Pentru soluțiile GPAC, care sunt adesea non -newtoniene, rezultatele pot fi afectate de rata de forfecare în timpul fluxului prin capilar.
Viscometria de rotație
Viscometria rotativă este o metodă mai versatilă pentru măsurarea vâscozității fluidelor non -newtoniene precum soluțiile GPAC. Aceasta implică rotirea unui fus sau a unui bob în soluție și măsurarea cuplului necesar pentru a menține rotația cu o viteză constantă.
Există două tipuri comune de vizcometeri de rotație: vizcometeri cilindri coaxiali și vizcometeri de con și - plăci. Într -un viscometer al cilindrului coaxial, un bob cilindric este plasat în interiorul unui cilindru exterior coaxial, iar soluția este umplută în decalajul dintre ele. Cilindrul exterior este rotit, iar cuplul de pe bob este măsurat.
Într -un con de viscometer de con - și - se folosesc o placă plată și un con cu un unghi mic. Soluția este plasată între con și placă, iar conul este rotit. Avantajul conicului - și - plăcilor este că rata de forfecare este uniformă de -a lungul eșantionului, ceea ce permite măsurarea exactă a vâscozității la diferite rate de forfecare.
Vâscozitatea este calculată din cuplul măsurat și viteza de rotație folosind ecuația de calibrare a viscometrului. Viscometria de rotație poate oferi o înțelegere cuprinzătoare a comportamentului non -newtonian al soluțiilor GPAC prin măsurarea vâscozității la diferite rate de forfecare.
Viscometria sferei care se încadrează
Viscometria sferei care se încadrează se bazează pe principiul legii lui Stokes, care descrie mișcarea unei sfere care se încadrează printr -un lichid vâscos. O sferă mică de densitate și diametru cunoscut este aruncată în soluția GPAC, iar timpul necesar pentru ca sfera să cadă o anumită distanță se măsoară.
Vâscozitatea poate fi calculată folosind următoarea formulă:
[\ eta = \ frac {2} {9} \ frac {(\ rho_s - \ rho_f) gd^2} {v}]
unde (\ eta) este vâscozitatea, (\ rho_s) este densitatea sferei, (\ rho_f) este densitatea soluției, (g) este accelerația datorată gravitației, (d) este diametrul sferei și (v) este viteza terminală a sferei.
Această metodă este relativ simplă și poate fi folosită pentru o gamă largă de vâscozități. Cu toate acestea, este afectat și de comportamentul non -newtonian al fluidului, iar rezultatele pot fi inexacte dacă rata de forfecare în jurul sferei nu este bine controlată.
Procedură pentru măsurarea vâscozității soluției GPAC
Indiferent de metoda de măsurare, există câțiva pași generali de urmat la măsurarea vâscozității soluțiilor GPAC.
Pregătirea eșantionului
În primul rând, pregătiți soluția GPAC cu concentrația dorită. Cântăriți cu exactitate cantitatea necesară de GPAC și adăugați -o la un volum cunoscut de apă sau alți solvenți. Amestecați ușor soluția pentru a asigura dispersia uniformă a particulelor GPAC. Este important să lăsați soluția să stea pentru un timp suficient pentru a permite hidratarea completă a particulelor GPAC.
Controlul temperaturii
Mențineți o temperatură constantă în timpul măsurării vâscozității. Așa cum am menționat anterior, temperatura are un efect semnificativ asupra vâscozității soluțiilor GPAC. Majoritatea vizcometerilor sunt echipate cu sisteme de control al temperaturii, cum ar fi jachete de apă, pentru a menține proba la o temperatură dorită.
Măsurarea și analiza datelor
După prepararea eșantionului și temperatura este stabilizată, efectuați măsurarea vâscozității folosind metoda aleasă. Luați mai multe măsurători pentru a asigura exactitatea și repetabilitatea rezultatelor. Analizați datele și calculați vâscozitatea în conformitate cu formula relevantă sau ecuația de calibrare a viscometrului.
Importanța măsurării precise a vâscozității
Măsurarea exactă a vâscozității soluțiilor GPAC este crucială din mai multe motive. În industria de foraj petrolier, GPAC este utilizat ca aditiv de fluid de foraj pentru a controla vâscozitatea și proprietățile reologice ale noroiului de foraj. Vâscozitatea corespunzătoare a noroiului de foraj este esențială pentru forajul eficient, stabilitatea puțului și transportul butașilor.
În industria alimentară și farmaceutică, GPAC este utilizat ca agent de îngroșare, stabilizator sau emulgator. Vâscozitatea produsului final afectează textura, aspectul și raftul său - viața. Prin urmare, este necesară o măsurare exactă a vâscozității pentru a asigura calitatea și consistența produselor.
Concluzie
Măsurarea vâscozității soluțiilor granulare de celuloză polianionică este o sarcină importantă care necesită o examinare atentă a factorilor care afectează vâscozitatea și alegerea metodelor de măsurare adecvate. Viscometria capilară, viscometria de rotație și vizcometria sferei de cădere sunt toate metode viabile, fiecare având propriile avantaje și limitări.
În calitate de furnizor fiabil de celuloză polianionică granulară, ne -am angajat să oferim produse de înaltă calitate și suport tehnic. Dacă sunteți interesat de al nostruCeluloza polianionică dispersată rapid PAC LVsauPac HV cu celuloză polianionică cu dispersie rapidăProduse sau dacă aveți întrebări cu privire la măsurarea vâscozității sau alte aspecte ale GPAC, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați pentru discuții suplimentare și negocieri de achiziții.
Referințe
- Barnes, Ha, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). O introducere în reologie. Elsevier Science.
- Bird, RB, Armstrong, RC, & Hassager, O. (1987). Dinamica lichidelor polimerice: volumul 1, mecanica fluidului. Wiley - Intersciență.
- ASTM International. (2019). Metode de testare standard pentru vâscozitatea lichidelor transparente și opace (metoda Brookfield). ASTM D2983 - 19.
