روش‌های استاندارد آزمایش ASTM D2196-20 برای خواص رئولوژیکی مواد غیر نیوتنی با استفاده از ویسکومتر چرخشی

روش‌های استاندارد آزمایش ASTM D2196-20 برای خواص رئولوژیکی مواد غیر نیوتنی با استفاده از ویسکومتر چرخشی

«روش‌های آزمون استاندارد ASTM D2196-20 برای خواص رئولوژیکی مواد غیر نیوتنی توسط ویسکومتر چرخشی»، که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، روش‌های آزمونی را برای تعیین ویسکوزیته ظاهری، نازک‌شدگی برشی و خواص تیکسوتروپیک مواد غیر نیوتنی در محدوده نرخ برشی 0,1 s −1 تا 50 s −1 ، با استفاده از یک ویسکومتر چرخشی که در سیالی حاوی یک بشر گریفین با فرم پایین 600 میلی‌لیتری کار می‌کند، شرح می‌دهد.

روش‌های استاندارد آزمایش ASTM D2196-20 برای خواص رئولوژیکی مواد غیر نیوتنی با استفاده از ویسکومتر چرخشی

روش آزمایش A شامل تعیین ویسکوزیته ظاهری پوشش‌ها و مواد مرتبط با آن با اندازه‌گیری گشتاور روی یک اسپیندل در حال چرخش با سرعت ثابت در یک بشر گریفین ۶۰۰ میلی‌لیتری با فرم پایین است.

روش‌های آزمایش ب و ج شامل تعیین نازک‌شدگی برشی و خواص رئولوژیکی تیکسوتروپیک (وابسته به زمان) مواد هستند. ویسکوزیته این مواد در یک سری سرعت‌های تعیین‌شده توسط یک ویسکومتر چرخشی با اسپیندل در حال کار در مایعی که در یک بشر گریفین ۶۰۰ میلی‌لیتری با فرم پایین قرار دارد، تعیین می‌شود. هم زدن مواد بلافاصله قبل از اندازه‌گیری ویسکوزیته با دقت کنترل می‌شود.

روش آزمایش A برای تعیین ویسکوزیته ظاهری در یک سرعت چرخشی معین استفاده می‌شود، اما ویسکوزیته‌ها در دو یا چند سرعت، توصیف بهتری از یک ماده غیر نیوتنی نسبت به اندازه‌گیری ویسکوزیته به تنهایی ارائه می‌دهند.

در روش‌های آزمایش B و C، میزان نازک شدن برشی با کاهش ویسکوزیته با افزایش سرعت چرخش نشان داده می‌شود. درجه تیکسوتروپی با مقایسه ویسکوزیته در سرعت‌های چرخشی افزایشی و کاهشی (روش آزمایش B)، بازیابی ویسکوزیته (روش آزمایش B) یا ویسکوزیته قبل و بعد از برش بالا (ترکیبی از روش‌های آزمایش B و C) نشان داده می‌شود. برش بالا در روش آزمایش C به برش هنگام اعمال رنگ نزدیک می‌شود. رفتار ویسکوزیته اندازه‌گیری شده پس از برش بالا، خواص رنگ را بلافاصله پس از اعمال نشان می‌دهد.

دستگاه اصلی مورد استفاده در این آزمایش‌ها ویسکومتر چرخشی است. دستگاه پایه باید حداقل ویژگی‌های زیر را داشته باشد:

  • یک موتور محرک برای اعمال جابجایی چرخشی یک‌طرفه به اسپیندل غوطه‌ور در نمونه، در محدوده مقدار ثابت 0,3 درصد در سرعت‌های چرخشی بین 100 دور در دقیقه و 0,01 دور در دقیقه.
  • یک حسگر نیرو برای اندازه‌گیری گشتاور مورد نیاز برای چرخاندن اسپیندل غوطه‌ور در نمونه در هر یک از تنظیمات سرعت تعریف‌شده، در محدوده مقدار ثابت 0,1 درصد.
  • یک شفت رابط یا وسیله دیگری برای انتقال جابجایی چرخشی از موتور به شفت.
  • یک عضو چرخان، دوک یا ابزاری مشابه شکل‌های نشان داده شده در شکل ارائه شده در استاندارد برای محکم کردن نمونه بین دوک و یک سطح ثابت. براکت محافظی که به ویسکومتر متصل می‌شود و از اسپیندل محافظت می‌کند، سطح ثابتی را که در بالا توضیح داده شد، فراهم می‌کند. هر شفت می‌تواند محدوده ویسکوزیته تقریباً چهل ساله را برای تنظیمات سرعت مشخص شده در این روش اندازه‌گیری کند. شفت طوری انتخاب می‌شود که مقدار گشتاور اندازه‌گیری شده بین ۱۰ تا ۱۰۰ درصد باشد.
  • دستگاه جمع‌آوری داده که امکان جمع‌آوری، ذخیره و نمایش سیگنال‌های اندازه‌گیری شده یا محاسبه شده یا هر دو را فراهم می‌کند. حداقل سیگنال‌های خروجی مورد نیاز برای اندازه‌گیری ویسکوزیته، سرعت چرخش شفت و گشتاور هستند. بهترین روش، ثبت سیگنال‌های خروجی برای زمان چرخش اسپیندل و دمای نمونه هنگام اندازه‌گیری ویسکوزیته است.
  • پایه‌ای برای پشتیبانی، اصلاح و تنظیم ارتفاع موتور محرک، شفت و عضو تراشنده.
  • ترازی که شیب عمودی موتور محرک، شفت و عضو چرخان را نشان می‌دهد.
  • ابزار دقیق کمکی که در انجام این روش مفید تلقی می‌شوند عبارتند از: قابلیت تجزیه و تحلیل داده‌ها برای ارائه ویسکوزیته، تنش یا سایر پارامترهای مفید مشتق شده از سیگنال‌های اندازه‌گیری شده.

از تجهیزات زیر نیز در آزمایشات استفاده می شود:

  • دستگاه اندازه‌گیری و ثبت دما برای اندازه‌گیری دمای نمونه مایع نزدیک عنصر چرخان در محدوده 20 تا 70 درجه و با دقت 0,1 درجه.
  • یک بشر گریفین ۶۰۰ میلی‌لیتری با فرم کم یا ظرف استوانه‌ای معادل آن با حداقل ظرفیت حجمی ۵۰۰ میلی‌لیتر، حداقل قطر ۸۵ میلی‌متر و حداقل عمق ۱۰۰ میلی‌متر برای نگهداری نمونه در طول آزمایش.
  • شیکر یا دستگاه معادل آن که قادر به تکان دادن شدید نمونه آزمایش باشد.

هنگام آماده‌سازی نمونه، یک ظرف ۰.۵ لیتری یا ۱ لیتری با نمونه پر می‌شود و ۲۵ میلی‌متر از بالای نمونه فاصله دارد و قبل از آزمایش به دمای ۲۵ درجه سانتیگراد (به اضافه/منهای ۰.۵ درجه سانتیگراد) یا دمای توافق شده دیگری رسانده می‌شود. نمونه به مدت 0,5 دقیقه به شدت روی شیکر یا معادل آن تکان داده می‌شود، سپس از شیکر خارج شده و به مدت 1 دقیقه قبل از آزمایش در دمای 25 درجه قرار می‌گیرد. آزمایش حداکثر ظرف ۶۵ دقیقه پس از برداشتن ظرف از شیکر آغاز می‌شود. نمونه از ظرفی که در آن تکان داده شده است، خارج نمی‌شود. در صورت لزوم یا طبق توافق بین خریدار و سازنده، زمان تکان دادن می‌تواند کاهش یابد، اما در هر صورت نباید کمتر از ۳ دقیقه باشد.

هنگام اعمال روش آزمایش A، تمام اندازه‌گیری‌ها در دمای 25 درجه سانتیگراد به اضافه/منهای 0,5 درجه سانتیگراد یا دمای توافق شده دیگر انجام می‌شود. این دستگاه روی یک پایه قابل تنظیم قرار گرفته است. ویسکومتر تا سطحی پایین آورده می‌شود که اسپیندل را تا عمق مناسب فرو ببرد. ابزار صاف شده است. اسپیندل انتخاب شده خم شده، در یک طرف مرکز سطح ماده قرار می‌گیرد و اسپیندل داخل دستگاه قرار می‌گیرد. هنگام اتصال اسپیندل به ویسکومتر، لازم است از فشار جانبی بیش از حد که می‌تواند بر ترازبندی تأثیر بگذارد، جلوگیری شود. همچنین لازم است از چرخاندن شفت به گونه‌ای که عقربه ویسکومتر با دو انتهای صفحه مدرج تماس پیدا کند، خودداری شود. ترکیبی از مایل در ساعت/سرعت که حداقل ۱۰ درصد از مقیاس را نشان دهد، انتخاب می‌شود، اما ترجیحاً در قسمت میانی یا بالایی مقیاس. سرعت و مسافت پیموده شده مورد استفاده ممکن است با توافق بین کاربر و سازنده متفاوت باشد. ویسکومتر تا زمانی که علامت شیب روی محور، نمونه را لمس کند، پایین آورده می‌شود. در صورت لزوم، سطح ویسکومتر را تنظیم کنید. ظرف به آرامی در یک صفحه افقی حرکت داده می‌شود تا زمانی که اسپیندل تقریباً در مرکز ظرف قرار گیرد. چرخش اسپیندل آغاز شده است. سرعت چرخش طوری تنظیم می‌شود که گشتاور بین ۱۰ تا ۱۰۰ درصد باشد. ویسکومتر تا زمانی که عدد به حالت پایدار برسد، به کار خود ادامه می‌دهد. مقادیر گشتاور و ویسکوزیته ثبت می‌شوند.

هنگام اعمال روش آزمایش B، تمام اندازه‌گیری‌های ویسکوزیته (یا گشتاور) در دمای 25 درجه سانتیگراد به اضافه/منهای 0,5 درجه سانتیگراد یا دمای توافق شده دیگر انجام می‌شود. ابزار تنظیم شده و اسپیندل همانطور که در بالا توضیح داده شد نصب می‌شود. در مورد سرعت‌های چرخش مختلف مورد استفاده برای آزمایش تصمیم بگیرید (حداقل سه سرعت توصیه می‌شود). ویسکومتر در کمترین سرعت چرخش انتخاب شده برای آزمایش تنظیم می‌شود. چرخش اسپیندل آغاز می‌شود و پس از ده دور (یا تعداد دورهای توافق شده دیگر) عدد ثبت می‌شود. در صورت توافق بین سازنده و کاربر، می‌توان از سرعت چرخش اولیه بالاتری استفاده کرد. سرعت چرخش به صورت پله‌ای افزایش می‌یابد و پس از ده دور چرخش در هر سرعت، عدد ثبت می‌شود. پس از اینکه مشاهده در بالاترین سرعت انجام شد، سرعت چرخش به صورت پله‌ای تا کمترین سرعت کاهش می‌یابد و مقدار خوانده شده پس از ده دور چرخش (یا زمان معادل) در هر سرعت ثبت می‌شود. پس از آخرین قرائت با کمترین سرعت، چرخش متوقف شده و به نمونه اجازه داده می‌شود تا برای مدت زمان استراحت توافق شده، معمولاً ۱ دقیقه، در همان حالت باقی بماند. در پایان دوره استراحت، چرخش اسپیندل با کمترین سرعت شروع می‌شود و پس از ده دور (یا تعداد دورهای توافق شده دیگر) عدد ثبت می‌شود.

سازمان ما دارای کارکنان قوی است که از نزدیک تحولات حوزه علم و فناوری در جهان را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در میان مطالعات متعدد آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی ارائه شده برای مشاغل در بخش‌های مختلف، خدمات آزمایشی مطابق با استاندارد "ASTM D2196-20 روش‌های آزمون استاندارد برای خواص رئولوژیکی مواد غیر نیوتنی توسط ویسکومتر چرخشی" نیز وجود دارد.

واتساپ