Определение вязкости по Брукфильду. Ротационный вискозиметр
Измерение вязкости осуществляется с помощью пересчета крутящего момента, необходимого для вращения шпинделя прибора с постоянной скоростью при погружении его в исследуемый образец. Каждая из предложенных моделей вискозиметров может использоваться для широкого спектра измерения вязкости благодаря универсальному диапазону скоростей вращения и большому количеству доступных вспомогательных устройств.
Ротационный вискозиметр FIRST PLUS LR в комплекте со шпинделями L1-L4 производства LAMY RHEOLOGY (Франция)
Особенности:
- Определение динамической вязкости в полном соответствии с методом Брукфильда
- Удобный большой 7″ цветной сенсорный дисплей
- Неограниченное количество скоростей вращения до 250 об./мин.
- Крепление шпинделей с помощью быстросъемного байонета
- Интерфейс с поддержкой русского языка
- Возможность автоматического определения кинематической вязкости путем введения известного значения плотности
- Возможность задания времени проведения анализа
- Сохранение результатов во внутренней памяти прибора и возможность их записи на USB-носители
- Возможность распечатки результатов на внешнем принтере формата А4
- Возможность подключения к ПК
Технические характеристики
| Характеристика | Спецификация |
| Дисплей | 7-дюймовый цветной сенсорный |
| Скорость вращения | Неограниченное количество скоростей в диапазоне от 0,3 до 250 об. /мин. |
| Крутящий момент | 0,005–0,8 мНм |
| Температура | Встроенный датчик температуры PT100 с диапазоном измерения от -50 до + 300 °С |
| Точность | +/- 1% |
| Воспроизводимость | +/- 0,2% |
| Диапазон вязкости | 15–22 000 000 мПа*с (в комплектации со шпинделями L1-L4) |
| Данные, которые отображаются на дисплее | Вязкость (cПз/Пз или мПа·с/Па·с ) – Скорость – Крутящий момент – Время – Температура – Измерительная система (шпиндель) – Скорость сдвига – Напряжение сдвига |
| Защита и конфиденциальность | Функция «Оператор» позволяет ввести и запомнить имена пользователей вискозиметра, защитив их 4-значным кодом. Работа в таком защищенном режиме сохраняет настройки измерений каждого пользователя |
| Наличие украинского или русифицированного интерфейса | Да |
| Электропитание | 90–240 В, 50/60 Гц |
| Цифровые порты | USB та RS-232 |
| Доступные опции |
|
Ротационный вискозиметр ROTAVISC lo-vi в комплекте со шпинделями SP1-SP4 производства IKA (Германия)
Особенности:
- Определение динамической вязкости в полном соответствии с методом Брукфильда
- Бесступенчатая регулировка скоростей вращения до 200 об.
/мин. - Несколько вариантов крепления шпинделей, как с помощью быстросъемного байонета, так и крюкового разъема
- Интерфейс с поддержкой русского языка
- Цифровой спиртовой уровень, обеспечивающий правильную настройку условий для начала работы
- Возможность автоматического определения кинематической вязкости путем введения известного значения плотности
- Возможность работы как в режиме таймера, так и в режиме непрерывной работы
- Определение вязкости как в автоматическом режиме, так и ручном
- Построение непосредственно на дисплее графиков профиля зависимостей по различным параметрам (скорость – вязкость – скорость сдвига – напряжение сдвига – температура –крутящий момент – время)
- Функция программирования
- Возможность подключения к ПК
/мин.Технические характеристики
| Характеристика | Спецификация |
| Дисплей | TFT 4,3ʺ |
| Скорость вращения | Бесступенчатая в диапазоне от 0,01 до 200 об. /мин. |
| Крутящий момент | 0,0673 мНм |
| Температура | Внешний датчик температуры PT100 с диапазоном измерения от -100 до +300 °С |
| Точность | +/- 1% |
| Воспроизводимость | +/- 0,2% |
| Диапазон вязкости | 15–6 000 000 мПа* с (в комплектации со шпинделями SP1-SP4) |
| Таймер | От 0 до 6000 мин. |
| Данные, которые отображаются на дисплее | Вязкость – Скорость – Крутящий момент – Время – Температура – Шпиндель – Плотность – Напряжение сдвига – Скорость сдвига – Графики зависимостей |
| Наличие украинского или русифицированного интерфейса | Да |
| Электропитание | 90–240 В, 50/60 Гц, 24 Вт |
| Цифровые порты | USB и RS-232 |
| Комплект поставки |
|
| Доступные опции |
|
Вязкость ЛКМ
Вязкостью, или внутренним трением, называется свойство жидкости, проявляющееся в сопротивлении перемещению ее частиц под влиянием действующих на них сил.
Вязкость и обратная ее величина — текучесть являются одним из важных характеристик лакокрасочных материалов. Именно вязкость определяет такие свойства, как способность к нанесению различными методами, склонность к образованию потеков и других дефектов.
Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную.
Для водно-дисперсионных материалов чаще всего определяют динамическую вязкость(вязкость по Брукфильду), для органорастворимых материалов — условную вязкость по воронке ВЗ-246.
В системе СИ за единицу динамической вязкости принят ньютон-секунда на квадратный метр (Н-с/м2), представляющий собой вязкость жидкости, в которой при перемещении с градиентом скорости 1 м/секслой жидкости площадью 1 мг испытывает сопротивление силой в 1 Н. Десятая часть Н •с/м2называется пуазом. Истинная динамическая вязкость в пуазах может быть определена капиллярными вискозиметрами. В технике для определения вязкости обычно пользуются методами и приборами, дающими ‘ лишь относительную характеристику вязкости, выражаемую условными единицами.
Кинематическая вязкость(единица измерения в СИ— м²/с, в СГС— стокс, внесистемная единица — градус Энгелера).
Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объёма через калиброванное отверстие под действием силы тяжести.
За условную вязкостьлакокрасочных материалов, обладающих свободной текучестью, принимают время непрерывного истечения в секундах определенного объема испытуемого материала через калиброванное сопло вискозиметра типа ВЗ-246.
— Вискозиметр ВЗ-246(по российскому ГОСТ 9070-75), европейский аналог DIN (DIN 53211-87) Наиболее часто используют вискозиметр ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм и объемом воронки 100 мл. Температура испытуемого материала должна быть 20±0,5°С. Метод предназначен для лакокрасочных материалов с условной вязкостью по этому вискозиметру от 12 до 200с.
Для определения вязкости в вискозиметр заливают ЛКМ, открывают отверстие сопла и включают секундомер. В момент первого перекрывания струи испытуемого материала секундомер останавливают.
За величину условной вязкости (Х) в секундах принимают среднее
арифметическое значение трех параллельных определений времени
истечения (Т) испытуемого материала и вычисляют по формуле:
Х=ТґК,
где К — поправочный коэффициент вискозиметра.
Наиболее распространенным для измерения вязкости лакокрасочных
материалов является вискозиметр стандарта DIN4 – с диаметром
калиброванного отверстия 4 мм.
— Наливные воронки ISO
По сравнению с DIN, эта воронка оснащена более длинным соплом, имеет не такой заостренный
корпус и другие внутренние размеры. Это обеспечивает отличающиеся значения времени истечения.
Расширенный диапазон измерений делает воронку ISO полезным дополнением к прибору DIN.
Воронка ISO вмещает 100мл ± 1мл.
— FORD (ASTM D 120087)для американских продуктов. Это чашки в виде усечённого конуса
с широким горлышком и узким отверстием определённого диаметра, расположенным снизу.
В соответствии с европейским стандартом существует пять чашек одинаковой формы вместимостью
100 мл, но с разным диаметром нижнего отверстия — 2, 3, 4, 6 и 8 мм. Чашки FORD имеют отличающиеся
от этого ряда отверстия , например, – вискозиметр Ford #4 (диаметр сопла 1/6 дюйма или примерно 4,2 мм).
Некоторые фирмы могут рекомендовать и свои собственные измерительные устройства. На практике с
равным успехом можно пользоваться любым из них: построены все эти приборы по одному принципу,
а для пересчета показаний существуют специальные графики и номограммы.
Однако этим методом нельзя определить точную вязкость тиксотропных материалов, так как они очень легко разжижаются при перемешивании.
После прекращения воздействия через некоторое время их вязкость снова повышается. Вязкость тиксотропных материалов может быть определена только с помощью специальных вискозиметров.
— Метод Брукфильда
Вискозиметры Брукфильда включены в большое количество международных стандартов и спецификаций. Все вискозиметры Брукфильда используют стандартный принцип ротационной вискозиметрии: измерение вязкости осуществляется посредством пересчета крутящего момента, необходимого для вращения шпинделя прибора с постоянной скоростью при погружении его в исследуемую среду. Каждая модель вискозиметра Брукфильда может использоваться для широкого спектра измерения вязкости, благодаря возможности выбора скорости и сменным измерительным системам.
Точность измерения: +-1% полной шкалы, воспроизводимость +-0.2%
Определение кажущейся вязкости по Брукфильду производится по ГОСТ 25271-93 и стандарту ИСО 2555-89 Настоящий стандарт устанавливает метод определения кажущейся вязкости по Брукфильду Вискозиметры позволяют проводить измерения вязкости от 0,02 Па•с (20 сП) до 60000 Па•с (60•10 сП).
Продукты, к которым применим настоящий стандарт, обычно являются неньютоновскими жидкостями и поэтому их вязкость зависит от скорости сдвига, при которой проводится измерение.
Для всех трех типов вискозиметра скорость сдвига в разных точках шпинделя не одинакова. Таким образом, для неньютоновской жидкости полученный результат не является «вязкостью при известной скорости сдвига», вследствие чего ее условно называют кажущейся вязкостью. Для определения вязкости шпиндель цилиндрической или соответствующей формы (диск) приводится во вращение синхронным двигателем с постоянной скоростью в испытуемом продукте.
Сопротивление жидкости вращению шпинделя, зависящее от вязкости продукта, обусловливает крутящий момент, который фиксируется соответствующим измерителем. Это измерение базируется на связи силы натяжения спиральной пружины с величиной крутящего момента, фиксируемой движением стрелки на шкале.
Кажущуюся вязкость по Брукфильду вычисляют умножением показаний шкалы на коэффициент, который зависит от скорости вращения и характеристики шпинделя.
Для определения условной вязкости густотертых красок, шпатлевок, высоковязких грунтов и т.п. можно пользоваться методом, основанным на погружении в исследуемый материал металлического конуса и определении глубины его погружения в единицу времени. Сущность метода (ГОСТ 5346) заключается в определении глубины погружения в испытуемый материал стандартного конуса за 5 сек. при 25°С и при общей нагрузке 150 г, выражаемой целым числом десятых долей миллиметра по шкале пенетрометра.
Контроль получаемой условной вязкости осуществляется экспресс-методом с использованием вискозиметра ВЗ-246 (Россия), Форд-4 (Англия, США), ДИН-4 (Германия). Метод основан на измерении продолжительности истечения известного объема жидкости из воронки и отверстием определенного диаметра. Время истечения является мерой вязкости ЛКМ и определяется с помощью секундомера в секундах (ГОСТ 8420).
Во всех случаях вязкость в значительной степени зависит от температуры, и поэтому перед применением лакокрасочный материал желательно подогреть до температуры помещения, где производится окраска, так как резкое изменение вязкости в процессе использования лака из-за большого перепада температуры (склад-цех) может привести к разнотолщинности и появлению дефектов в покрытии.
Вязкость лаков считается удовлетворительной, если она не создает затруднений при определенном способе применения. Ровную пленку, имеющую одинаковую толщину по всей поверхности, удается получить только при применении лакокрасочных материалов, обладающих оптимальной вязкостью.
Высокая вязкость затрудняет применение лакокрасочных материалов, так как слишком вязкие материалы с трудом проходят или даже совсем не проходят через сопло распылителя и не могут быть распределены ровным слоем по поверхности окрашиваемого изделия.
При слишком низкой вязкости лакокрасочные материалы стекают с окрашиваемых вертикальных или наклонных поверхностей, оставляя на верхней их части слишком тонкий слой материала и образуя натеки в нижней части поверхностей. Таким образом, каждый лакокрасочный материал должен обладать оптимальной вязкостью, зависящей от способа его применения.
Вязкость лкм при нанесении их кистью должна быть по вискозиметру ВЗ-4 30 — 40 сек, при нанесении распылением — 18 — 22 сек.
Для доведения до оптимальной вязкости (рабочая вязкость) используют разбавители, которые вводят в ЛКМ перед применением.
После добавления в лакокрасочный материал разбавителя его вязкость значительно снижается.
Кроме снижения вязкости материала это также приводит к сокращению его сухого остатка и, следовательно, толщины лакокрасочной плёнки.
Изготовители указывают количество добавляемого разбавителя (по весу или по объёму), необходимого для придания лакокрасочному материалу рабочей вязкости для нанесения оборудованием определённого типа в техническом описании на лакокрасочный материал.
Это количество разбавителя, установленное производителем ЛКМ, является действительным при стандартных условиях, которые включают в себя температуру окружающей среды и лакокрасочного материала 20оС и влажность воздуха 50%. На практике данные условия выполняются очень редко, поэтому конкретное количество вводимого разбавителя определяется индивидуально в зависимости от условий применения лкм.
Важно учитывать изменение вязкости с изменением температуры. Если в спецификациях приведены данные измерения при 20°С, то контролировать вязкость надо строго при указанной температуре. Перед измерением вязкости надо хорошо перемешать тестируемый материал, особенно в случае длительного хранения. Если температура лакокрасочного материала понижается , его вязкость увеличивается, и, следовательно, требуется большее количество разбавителя для придания продукту необходимой технологичности.
Рекомендуется регулярно измерять рабочую вязкость продукта, обычно это удобно делать чашкой DIN4. Только в этом случае можно определить необходимую степень разбавления лакокрасочного материала вне зависимости от температурных условий.
В пигментированных системах вязкость в большей степени определяет скорость оседания пигментов под действием сил тяжести. Плотность пигментов значительно превосходит плотность пленкообразующего. При осаждении частицы пигмента образуют осадок.
Скорость оседания частиц обратно пропорциональна вязкости, т.е. чем больше вязкость, тем медленнее происходит образование осадка.
При длительном хранении у пигментированных ЛКМ может образовываться значительный плотный осадок, поэтому перед употреблением и замером исходной вязкости лакокрасочные материалы должны быть тщательно перемешаны.
Возможные дефекты лакокрасочного покрытия при нарушение вязкостных показателей:
- Потеки
- Сморщивание лаковой пленки
- Кипение (пузыри)
- Усадка
- Потеря блеска
- Разноооттеночность
- Нарушение режима сушки
- Ухудшение адгезии
- Растрескивание лкп
- Вспучивание лкп
Вискозиметр Брукфилда — Tech-FAQ
Вискозиметр Брукфилда позволяет измерять вязкость с помощью методов вискозиметрии. Вискозиметры (которые также могут называться вискозиметрами) могут измерять вязкость при различных условиях течения тестируемого материала образца.
В них используется шпиндель на валу, предназначенный для погружения в жидкость, которая затем вращается. Вращение заставляет жидкость создавать сопротивление, которое затем измеряется приложенным крутящим моментом к вязкости жидкости. Они не предназначены для измерения нескольких условий потока, но вместо этого возможны с использованием реометра.
Чтобы можно было измерить вязкость образца в вискозиметре Брукфилда, материал должен быть неподвижен внутри контейнера, а шпиндель перемещается при погружении в жидкость. Другой возможный вариант — перемещение контейнера с помощью стационарного шпинделя. Какой бы вариант ни использовался, материал должен создавать ламинарный поток над шпинделем во время движения. Это возможно только при низком числе Рейнольдса.
Число Рейнольдса — это мера, которая подсчитывает отношение сил инерции к силам вязкости, что дает их количественную оценку при заданных условиях потока. Силы инерции измеряются как pV2/L , а вязкая сила мкВ/L2 .
Когда число меньше, это позволяет ламинарному потоку проходить через шпиндель вискозиметра Брукфилда.
Калибровка вискозиметра
Процесс калибровки вискозиметра довольно прост, и используется стандартизированная жидкость при определенной температуре. Затем вискозиметр Брукфилда используется для измерения жидкости и любых корректировок, которые необходимы для получения известного значения для стандарта, когда устройство выполняет тест.
Одной из наиболее распространенных стандартных калибровочных жидкостей является вода. Рекомендуется использовать дистиллированную воду, потому что в ней отсутствуют какие-либо дополнительные электроны и, как правило, она однородна при каждом измерении до точных измерений.
Вода при температуре 20 градусов Цельсия (68 градусов по Фаренгейту) имеет вязкость 1,002 мПа. Он также имеет кинематическую вязкость 1,0038 миллиметра в секунду. Когда вода измеряется с помощью вискозиметра, это значения, которые должны быть достигнуты путем проведения стандартизированных испытаний для калибровки.
Каждый вискозиметр можно калибровать. При необходимости калибровку также можно выполнить математически.
Стандартные типы вискозиметров
Поточные вискозиметры – Поточные вискозиметры Брукфилда предназначены для установки в закрытых системах, где требуется возможность частого контроля вязкости. Они часто отличаются высокой точностью и используются в системах, которые остаются закрытыми или в которые вносятся изменения в жидкости.
Чашка и Боб – Вискозиметры Чашка и Боб использовали «стакан», наполненный определенным количеством материала, необходимого для тестирования. Вал бобины был в основном вращательным устройством, которое вставлялось в материал и доводилось до определенной скорости. Эти вискозиметры измеряли величину крутящего момента, необходимого для того, чтобы поплавок вращался с определенной скоростью, в зависимости от материала, содержащегося в «ячейке» чаши, таким образом предоставляя данные, которые можно было количественно оценить.
В некоторых моделях чашка вращается вместо боба, что обеспечивает альтернативные формы данных, которые могут различаться по точности.
Конусно-пластинчатые вискозиметры – Конусно-пластинчатые вискозиметры позволяют получать данные о скорости сдвига, а также о вязкости испытуемого материала. Система требует использования боба конической формы, который помещается рядом с пластиной под небольшим углом с оголенным контактом.
Вискозиметр Штабингера
Названный в честь изобретателя доктора Ханса Штабингера, компания Anton Paar GmbH впервые представила этот принцип измерения, который используется для определения этих параметров в 2000 году. Для получения этих значений используется модифицированный ротационный вискозиметр Куэтта.
Для определения этих значений используется следующее уравнение:
ν = η / ρ
Ротационный вискозиметр Куэтта можно модифицировать для получения показаний, аналогичных значению кинематической вязкости.
Цилиндр, используемый в вискозиметре Стабингера, выполнен полым и легче веса образца. Эта комбинация позволяет цилиндру плавать внутри образца во время вращения, а центробежная сила отправляет его в центр. Это позволяет разнообразным вискозиметрам Штабингера обойти трение в подшипниках, что обеспечивает точные показания. Для измерения скорости крутящего момента используется разрешение 50 пНм с диапазоном измерения от 0,2 до 20 000 мПа. Измерения плотности возможны для динамической вязкости, которая, в свою очередь, может привести к кинематической вязкости при использовании в системе колеблющихся U-образных трубок.
Вискозиметр Stormer
Вискозиметр Stormer — это специальный тип вискозиметра, предназначенный для определения вязкости красок, который также может использоваться в других областях. Он широко используется в лакокрасочной промышленности для проверки качества краски на основе ее вязкости.
Вискозиметр работает с использованием специального лопастного ротора, который вращается с помощью внутреннего двигателя.
Лопасть следует погрузить в цилиндр с тестируемой жидкостью, а затем раскрутить. Скорость регулируется, чтобы получить правильную величину нагрузки на ротор. Когда скорость уменьшается, нагрузка на жидкость уменьшается, а когда скорость увеличивается, нагрузка увеличивается. Этот простой вариант позволяет получить широкий диапазон данных по вязкости одной и той же жидкости, а также оптимальные показания для каждой жидкости.
Как только нагрузка отрегулирована до скорости вращения 200 оборотов в минуту, можно определить вязкость. Доступно несколько опубликованных таблиц, таких как таблица ASTM D 562. Значение вязкости указано в единицах Кребса, которые можно найти только для различных вискозиметров Stormer. Краски, которые не предназначены для нанесения кистью или малярным валиком, не дадут достаточных данных с помощью вискозиметра этого типа.
Пузырьковый вискозиметр
Чтобы определить вязкость жидкости с помощью пузырькового вискозиметра, необходимо использовать известную жидкость, например, смолу или лак.
Вискозиметр измеряет значение с помощью обратно пропорционального измерения времени, необходимого для подъема пузырька в жидкости. Пузырь, быстро поднимающийся в жидкости, характерен для более низкой вязкости. То же самое верно и для противоположной крайности. То есть, если пузырь поднимается медленно, то вязкость жидкости намного выше. Диапазон вязкости, который можно определить с помощью пузырькового вискозиметра, находится в пределах от 0,005 до 1000 стоксов. Значение также можно получить из данных, наблюдая за 3 разными линиями значений времени, взятыми из разных пузырьков, затем получают показания секунд пузырька, которые затем можно преобразовать в стоксы.
Тестирование вязкости по Брукфилду – Центр промышленной реологии
Мы предоставляем услуги по быстрому тестированию вязкости по Брукфилду для ваших образцов. После получения ваших образцов мы:
- Выберем подходящий диапазон/модель крутящего момента прибора (например, LV RV, HB и т. д.) для ваших образцов
- Подготовим ваши образцы до требуемой температуры
- Проведем наши испытания, используя лучшие практики на откалиброванном оборудовании
- Предоставить отчет или сертификат анализа с указанием измерений вязкости в сантипуазах (сП) или миллипаскалях в секундах (мПа·с).
- Проведите презентацию результатов Teams и ответьте на любые ваши вопросы.
Все наши отчеты включают полные результаты, информацию о методах испытаний и наблюдениях. Мы также предоставляем полную поддержку вопросов и ответов после тестирования. Наша цель состоит в том, чтобы вы были на 100% удовлетворены и могли в полной мере использовать наш отчет для своих нужд.
Получите предложение по анализу проб
Вискозиметр Брукфилда для измерения вязкости жидкостей и полутвердых веществ
Самые распространенные вискозиметры в мире производятся компанией Brookfield Engineering. Вискозиметры Брукфилда часто считаются отраслевым стандартом, повсеместно используемым в лабораториях по всему миру. В реометрии они так же обобщены, как Гувер или клейкая лента в своих областях.
Вязкость по Брукфилду – это вязкость материала, измеренная вискозиметром Брукфилда. Измерить вязкость по Брукфилду просто, но за ее измерением скрывается сложная наука.
Следовательно, это может затруднить определение того, какой метод использовать для вашего образца. Наше глубокое понимание реологии позволяет нам предоставлять надежные и точные результаты.
У нас есть широкий ассортимент вискозиметров Брукфилда, аксессуаров и насадок. Условия настройки и измерения будут влиять на изменчивость результатов. Таким образом, важно зарегистрировать их как важную часть сообщаемых результатов.
В нашем заполненном отчете мы предоставляем:
- Вискозиметр и номер модели
- Крутящий момент
- Размер шпинделя
- Тип шпинделя
- Скорость
- Температура
- Размер контейнера и наполнение
- Время и продолжительность измерения
- Этапы предварительной подготовки
- Методы подготовки проб
Мы следуем стандартным методам, но также понимаем, когда необходимо адаптировать протокол для обеспечения точных показаний.
Оборудование для измерения вязкости по Брукфилду
Наше оборудование включает вискозиметры Брукфилда RV и LV с рядом шпинделей и принадлежностей.
Сюда входят специальные шпиндели для трудноизмеряемых материалов, таких как шламы, загустители и материалы с тяжелым концентратом осадка.
Наша лаборатория может тестировать небольшие образцы (5-10 мл) в специально адаптированной системе для малых образцов. Кроме того, у нас есть более новые и более совершенные конические и пластинчатые вискозиметры RS-CPS+ и вискозиметр RS-SST для тестирования мягких твердых веществ.
Наш директор, Нил Каннингем, совместно с Брукфилдом разработал последний вискозиметр, чтобы обеспечить возможность реометрического тестирования образцов, которые ранее было трудно тестировать.
Быстрое определение вязкости и реологии
Наша лаборатория может предоставить результаты через 36-72 часа в зависимости от объема и сложности испытаний. Наша лаборатория живет в реальном мире, где существуют промышленные и практические реалии. Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вам нужна помощь или чтобы обсудить ваши потребности в Brookfield Viscosity.