Lepkość jest kluczowym parametrem w zrozumieniu zachowania przepływu ziarnistego polianionowego roztworów celulozy (GPAC), które mają szerokie zastosowania w różnych branżach, takich jak wiertło ropy, żywność i farmaceutyka. Jako dostawca wysokiej jakości ziarnistej polianionowej celulozy, mam się dobrze - w znaczeniu dokładnego pomiaru lepkości roztworu. Na tym blogu podzielę się niektórymi skutecznymi metodami pomiaru lepkości rozwiązań GPAC.
Zrozumienie ziarnistej polianionowej celulozy
Zanim zagłębić się w metody pomiaru, konieczne jest zrozumienie, czym jest ziarnista polianionowa celuloza. GPAC jest rozpuszczalnym w wodzie polimeru pochodzącym z celulozy. Jest to wszechstronny dodatek, który może zwiększyć lepkość i stabilność roztworów. Oferujemy dwa popularne rodzaje szybkich - rozproszonych produktów:Szybko zdyspergowana polianionowa celuloza PAC LViSzybko zdyspergowana polianionowa celuloza PAC HV. „LV” i „HV” oznaczają odpowiednio niską lepkość i wysoką lepkość, co wskazuje na ich różne możliwości pogrubienia.
Czynniki wpływające na lepkość roztworów GPAC
Kilka czynników może wpływać na lepkość rozwiązań GPAC. Stężenie GPAC w roztworze jest jednym z najważniejszych czynników. Zasadniczo, wraz ze wzrostem stężenia GPAC, wzrasta również lepkość roztworu. Temperatura odgrywa również istotną rolę. Wyższe temperatury zwykle prowadzą do zmniejszenia lepkości, ponieważ zwiększona energia cieplna pozwala łańcuchom polimerowym na bardziej swobodne poruszanie się, zmniejszając tarcie wewnętrzne.
Szybkość ścinania jest kolejnym czynnikiem. Rozwiązania GPAC często wykazują zachowanie nie -newtonowskie, co oznacza ich zmiany lepkości wraz z zastosowaną szybkością ścinania. Przy niskich szybkościach ścinania łańcuchy polimerów są zaplątane, co powoduje wyższą lepkość. Wraz ze wzrostem szybkości ścinania łańcuchy wyrównają się w kierunku przepływu, a lepkość maleje.
Metody pomiaru lepkości
Wskaźnik naczyń włosowatych
Wskaźnik naczyń włosowatych jest klasyczną metodą pomiaru lepkości płynów. Opiera się na zasadzie prawa Poiseuille, która opisuje przepływ laminarnego płynu przez rurkę naczyń włosowatych. W tej metodzie znana objętość roztworu GPAC może przepływać przez rurkę kapilarną pod wpływem grawitacji. Mierzony jest czas wymagany przez roztwór między dwoma zaznaczonymi punktami na rurce.
Lepkość można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
[\ i = k \ rho t]
gdzie (\ eta) jest lepkość, (k) jest stałą wiskozymetru (która jest określana przez kalibrację wishometru płynem o znanej lepkości), (\ rho) jest gęstością roztworu, a (t) jest czasem przepływu.
Wskaźnik naczyń włosowatych jest stosunkowo prosty i niedrogi. Jest jednak nadawany głównie do płynów lub płynów newtonowskich o niskim zachowaniu nie -newtonowskim. W przypadku roztworów GPAC, które często nie są newtonowskie, na wyniki mogą mieć wpływ szybkość ścinania podczas przepływu przez kapilarę.
Wskaźnik obrotowy
Wskaźnik obrotowy jest bardziej wszechstronną metodą pomiaru lepkości płynów nie -newtonowskich, takich jak roztwory GPAC. Obejmuje obracanie wrzeciona lub BOB w roztworze i pomiar momentu obrotowego wymaganego do utrzymania obrotu ze stałą prędkością.
Istnieją dwa popularne rodzaje widoków obrotowych: wisiewacze cylindrów koncentrycznych i stożka i - wiskoziarniste. W koncentrycznym wiązce cylindra cylindryczny BOB umieszcza się wewnątrz koncentrycznego zewnętrznego cylindra, a roztwór wypełnia się między nimi szczeliny. Zewnętrzny cylinder jest obracany, a moment obrotowy na BOB jest mierzony.
W stożku - i - płytce stożkowej stosuje się płaską płytkę i stożkę o niewielkim kątowi. Roztwór umieszcza się między stożkiem a płytą, a stożka jest obracany. Zaletą lepkości stożka i płyty jest to, że szybkość ścinania jest jednolita na próbce, co pozwala na dokładny pomiar lepkości przy różnych szybkościach ścinania.
Lepkość jest obliczana na podstawie zmierzonego momentu obrotowego i prędkości obrotowej za pomocą równania kalibracji wróżnika. Wskaźnik obrotowy może zapewnić kompleksowe zrozumienie zachowania nie -newtonowskiego roztworów GPAC poprzez pomiar lepkości przy różnych szybkościach ścinania.
Wróżna kuli spadającej kuli
Wróżki spadającej kuli opiera się na zasadzie prawa Stokesa, która opisuje ruch kuli opadającej przez lepki płyn. Mała kula o znanej gęstości i średnicy jest upuszczona do roztworu GPAC, a czas spada kuli na określoną odległość jest mierzona.
Lepkość można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
[\ eta = \ frac {2} {9} \ frac {(\ rho_s - \ rho_f) gd^2} {v}]
gdzie (\ eta) jest lepkość, (\ rho_s) jest gęstością kuli, (\ rho_f) jest gęstością roztworu, (g) jest przyspieszeniem z powodu grawitacji, (d) jest średnicą kuli, a (v) jest końcową prędkością kuli.
Ta metoda jest stosunkowo prosta i może być stosowana w szerokim zakresie lepkości. Na to jednak wpływa również zachowanie nie -newtonowskie płynu, a wyniki mogą być niedokładne, jeśli szybkość ścinania wokół kuli nie jest dobrze kontrolowana.
Procedura pomiaru lepkości roztworu GPAC
Niezależnie od metody pomiaru, należy wykonać pewne ogólne kroki przy pomiarze lepkości roztworów GPAC.
Przygotowanie próbki
Najpierw przygotuj roztwór GPAC z pożądanym stężeniem. Dokładnie zważyć wymaganą ilość GPAC i dodaj ją do znanej objętości wody lub innych rozpuszczalników. Delikatnie wymieszaj roztwór, aby zapewnić jednolitą dyspersję cząstek GPAC. Ważne jest, aby roztwór nie miał wystarczającego czasu, aby umożliwić całkowite nawodnienie cząstek GPAC.
Kontrola temperatury
Utrzymuj stałą temperaturę podczas pomiaru lepkości. Jak wspomniano wcześniej, temperatura ma znaczący wpływ na lepkość roztworów GPAC. Większość wiskoziorców jest wyposażona w systemy kontroli temperatury, takie jak kurtki wodne, aby utrzymać próbkę w pożądanej temperaturze.
Analiza pomiaru i danych
Po przygotowaniu próbki i stabilizowaniu temperatury wykonaj pomiar lepkości za pomocą wybranej metody. Podejmij wiele pomiarów, aby zapewnić dokładność i powtarzalność wyników. Przeanalizuj dane i oblicz lepkość zgodnie z odpowiednim wzorem lub równaniem kalibracji wizgodowego.
Znaczenie dokładnego pomiaru lepkości
Dokładny pomiar lepkości roztworów GPAC ma kluczowe znaczenie z kilku powodów. W branży wiertniczej naftowej GPAC jest stosowany jako dodatek płynu wiertniczego w celu kontrolowania lepkości i właściwości reologicznych błota wiertła. Właściwa lepkość błota wiertniczego jest niezbędna do wydajnego wiercenia, stabilności odwiertu i transportu sadzonek.
W przemyśle spożywczym i farmaceutycznym GPAC jest stosowany jako środek zagęszczający, stabilizator lub emulgator. Lepkość produktu końcowego wpływa na jego teksturę, wygląd i półkę. Dlatego konieczny jest dokładny pomiar lepkości, aby zapewnić jakość i spójność produktów.
Wniosek
Pomiar lepkości ziarnistych polianionowych roztworów celulozowych jest ważnym zadaniem, które wymaga starannego rozważenia czynników wpływających na lepkość i wyboru odpowiednich metod pomiaru. Wskaźnik naczyń włosowatych, wiskozymetria rotacyjna i wisurkacja kulającej kuli są opłacalnymi metodami, każda z własnymi zaletami i ograniczeniami.
Jako niezawodny dostawca ziarnistej polianionowej celulozy, jesteśmy zaangażowani w zapewnianie produktów o wysokiej jakości i wsparcie techniczne. Jeśli jesteś zainteresowany naszymSzybko zdyspergowana polianionowa celuloza PAC LVLubSzybko zdyspergowana polianionowa celuloza PAC HVProdukty lub jeśli masz pytania dotyczące pomiaru lepkości lub innych aspektów GPAC, prosimy o kontakt z nami w celu dalszej dyskusji i negocjacji w zakresie zamówień.
Odniesienia
- Barnes, HA, Hutton, JF i Walters, K. (1989). Wprowadzenie do reologii. Elsevier Science.
- Bird, RB, Armstrong, RC, i Hassager, O. (1987). Dynamika cieczy polimerowych: objętość 1, mechanika płynów. Wiley - Interscience.
- ASTM International. (2019). Standardowe metody testowe lepkości przezroczystej i nieprzezroczystej cieczy (metoda Brookfield). ASTM D2983 - 19.
