ASTM D2196-20 Metode Uji Standar untuk Sifat Reologi Bahan Non-Newtonian dengan Viskometer Putar

ASTM D2196-20 Metode Uji Standar untuk Sifat Reologi Bahan Non-Newtonian dengan Viskometer Putar

“ASTM D2196-20 Metode Uji Standar untuk Sifat Reologi Material Non-Newtonian dengan Viskometer Putar”, yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), menjelaskan metode uji untuk menentukan viskositas semu, pengenceran geser, dan sifat tiksotropik material non-Newtonian dalam rentang laju geser 0,1 s −1 hingga 50 s −1 , menggunakan viskometer putar yang beroperasi dalam fluida yang terdapat dalam bejana Griffin berbentuk rendah 600 mL.

ASTM D2196-20 Metode Uji Standar untuk Sifat Reologi Bahan Non-Newtonian dengan Viskometer Putar

Metode pengujian A terdiri dari penentuan viskositas nyata pelapis dan material terkait dengan pengukuran torsi pada spindel yang berputar pada kecepatan konstan dalam gelas kimia Griffin bentuk rendah 600 mL.

Metode pengujian B dan C terdiri dari penentuan sifat pengenceran geser dan sifat reologi tixotropik (bergantung waktu) suatu bahan. Viskositas bahan-bahan ini ditentukan pada serangkaian kecepatan yang ditentukan dari viskometer putar dengan spindel yang berputar dalam cairan yang tertampung di gelas kimia Griffin bentuk rendah 600 mL. Pengadukan material segera sebelum pengukuran viskositas dikontrol dengan cermat.

Metode pengujian A digunakan untuk menentukan viskositas nyata pada kecepatan putaran tertentu, tetapi viskositas pada dua kecepatan atau lebih memberikan karakterisasi material non-Newtonian yang lebih baik daripada pengukuran viskositas tunggal.

Dengan metode uji B dan C, derajat penipisan geser ditunjukkan oleh penurunan viskositas seiring bertambahnya kecepatan putaran. Derajat tixotropi ditunjukkan dengan membandingkan viskositas pada peningkatan dan penurunan kecepatan putar (metode uji B), pemulihan viskositas (metode uji B), atau viskositas sebelum dan sesudah geser tinggi (kombinasi metode uji B dan C). Geser tinggi pada metode uji C mendekati geser selama aplikasi cat. Perilaku viskositas yang diukur setelah geser tinggi menunjukkan sifat cat segera setelah aplikasi.

Peralatan utama yang digunakan dalam pengujian ini adalah viskometer putar. Perangkat dasar harus memiliki setidaknya fitur berikut:

  • Motor penggerak untuk menerapkan perpindahan putaran searah ke spindel yang terbenam dalam sampel, dalam rentang nilai tetap 0,3 persen pada kecepatan putaran antara 100 rpm dan 0,01 rpm.
  • Sensor gaya untuk mengukur torsi yang dibutuhkan untuk menggerakkan spindel yang terendam dalam sampel pada setiap pengaturan kecepatan yang ditentukan, dalam rentang nilai konstan 0,1 persen.
  • Poros penghubung atau sarana lain untuk mentransmisikan perpindahan putar dari motor ke poros.
  • Anggota yang berputar, spindel atau alat yang serupa dengan gambar yang ditunjukkan pada gambar yang diberikan dalam standar untuk mengamankan spesimen antara spindel dan permukaan tetap. Braket pelindung yang menempel pada viskometer dan melindungi spindel menyediakan permukaan tetap seperti dijelaskan di atas. Setiap poros dapat mengukur rentang viskositas hampir empat puluh tahun untuk pengaturan kecepatan yang ditentukan dalam metode ini. Poros dipilih sehingga nilai torsi terukur berada antara 10 persen dan 100 persen.
  • Perangkat akuisisi data yang menyediakan sarana untuk memperoleh, menyimpan, dan menampilkan sinyal yang diukur atau dihitung, atau keduanya. Sinyal keluaran minimum yang diperlukan untuk pengukuran viskositas adalah kecepatan putaran poros dan torsi. Praktik terbaik adalah merekam sinyal keluaran untuk waktu putaran spindel dan suhu sampel saat mengukur viskositas.
  • Dudukan untuk menyangga, mengoreksi, dan menyetel tinggi motor penggerak, poros, dan anggota pemutar.
  • Level yang menunjukkan kemiringan vertikal motor penggerak, poros, dan anggota yang berputar.
  • Instrumentasi tambahan yang dianggap berguna dalam melaksanakan metode ini meliputi: kemampuan analisis data untuk menyediakan viskositas, tegangan, atau parameter berguna lainnya yang diperoleh dari sinyal terukur.

Peralatan berikut juga digunakan dalam pengujian:

  • Alat pengukur dan perekam suhu untuk mengukur suhu sampel cairan di dekat elemen berputar dalam kisaran 20 derajat hingga 70 derajat dan dalam 0,1 derajat.
  • Gelas kimia Griffin bentuk rendah 500 mL atau wadah silinder setara dengan kapasitas volume minimum 85 mL, diameter minimum 100 mm, dan kedalaman minimum 600 mm untuk menampung sampel selama pengujian.
  • Pengocok atau mesin setara yang mampu mengocok spesimen uji dengan kuat.

Saat menyiapkan sampel, wadah 0,5 L atau 1 L diisi dengan sampel, menyisakan celah 25 mm dari atas sampel, dan dipanaskan hingga mencapai suhu 25 derajat plus/minus 0,5 derajat atau suhu lain yang disepakati sebelum pengujian. Sampel dikocok kuat-kuat pada pengocok atau setaranya selama 10 menit, dikeluarkan dari pengocok dan dibiarkan pada suhu 25 derajat selama 60 menit sebelum pengujian. Pengujian dimulai paling lambat 65 menit setelah wadah dikeluarkan dari pengocok. Sampel tidak dikeluarkan dari wadah yang dikocok. Waktu pengocokan dapat dikurangi jika diperlukan atau sesuai kesepakatan antara pembeli dan produsen, tetapi dalam hal apa pun tidak boleh kurang dari 3 menit.

Saat menerapkan metode uji A, semua pengukuran dilakukan pada suhu 25 derajat plus/minus 0,5 derajat atau suhu lain yang disepakati. Instrumen tersebut ditaruh pada dudukan yang dapat disesuaikan. Viskometer diturunkan ke level yang akan merendam spindel pada kedalaman yang sesuai. Alat tersebut diluruskan. Spindel yang dipilih ditekuk, ditempatkan di satu sisi dari bagian tengah permukaan material, dan spindel dimasukkan ke dalam perangkat. Saat menghubungkan spindel ke viskometer, perlu dihindari tekanan samping berlebihan yang dapat memengaruhi penyelarasan. Perlu juga dihindari memutar poros sehingga jarum viskometer menyentuh sumbat pada kedua ujung skala. Kombinasi mph/kecepatan yang akan memberikan pembacaan skala minimal 10 persen dipilih, tetapi sebaiknya di bagian tengah atau atas skala. Kecepatan dan jarak tempuh yang digunakan dapat berbeda berdasarkan kesepakatan antara pengguna dan produsen. Viskometer diturunkan sampai tanda celup pada poros menyentuh sampel. Jika perlu, sesuaikan level viskometer. Wadah digerakkan perlahan pada bidang horizontal hingga poros berada kira-kira di tengah wadah. Rotasi spindel dimulai. Kecepatan putaran diatur sehingga pembacaan torsi berada antara 10 persen dan 100 persen. Viskometer dibiarkan berjalan hingga hasil pembacaan stabil. Pembacaan torsi dan viskositas dicatat.

Saat menerapkan metode uji B, semua pengukuran viskositas (atau torsi) dilakukan pada suhu 25 derajat plus/minus 0,5 derajat atau suhu lain yang disepakati. Alat disesuaikan dan spindel dipasang seperti dijelaskan di atas. Tentukan kecepatan putaran yang berbeda yang akan digunakan untuk pengujian (disarankan minimal tiga kecepatan). Viskometer diatur pada kecepatan putaran paling lambat yang dipilih untuk pengujian. Rotasi spindel dimulai dan pembacaan dicatat setelah sepuluh putaran (atau jumlah putaran lain yang disepakati). Kecepatan putaran awal yang lebih tinggi dapat digunakan jika disepakati antara produsen dan pengguna. Kecepatan putaran ditingkatkan secara bertahap dan pembacaan dicatat setelah sepuluh putaran pada setiap kecepatan. Setelah pengamatan dilakukan pada kecepatan tertinggi, kecepatan putaran dikurangi secara bertahap ke kecepatan paling lambat dan pembacaan dicatat setelah sepuluh putaran (atau waktu yang setara) pada setiap kecepatan. Setelah pembacaan terakhir dilakukan pada kecepatan paling lambat, putaran dihentikan dan sampel dibiarkan diam selama periode istirahat yang disepakati, biasanya 1 menit. Pada akhir masa istirahat, putaran spindel dimulai pada kecepatan paling lambat dan pembacaan dicatat setelah sepuluh putaran (atau jumlah putaran lain yang disepakati).

Organisasi kami memiliki staf yang kuat yang mengikuti dengan cermat perkembangan bidang sains dan teknologi di dunia dan terus-menerus meningkatkan diri. Di antara berbagai pengujian, pengukuran, analisis, dan studi evaluasi yang disediakan untuk bisnis di berbagai sektor, ada juga layanan pengujian sesuai dengan standar “Metode uji standar ASTM D2196-20 untuk sifat reologi bahan non-Newtonian dengan viskometer putar”.

WhatsApp