EN ISO 3219 Reoloji

Temeli bir Avrupa standardı olan ve sonrasında Uluslararası Standartlar Teşkilatı (ISO) tarafından yayınlanan “EN ISO 3219 Reoloji” standardı, aynı başlık altında yayınlanan şu alt bölümlerden oluşmaktadır:

• “EN ISO 3219-1 Bölüm 1: Dönel ve salınımlı reometri için kelime bilgisi ve semboller” standardında, dönme ve salınımlı reometri bağlamında kullanılan genel terimler ve tanımlar açıklanmaktadır. Daha fazla terim ve tanım, kullanıldıkları ISO 3219 serisinin diğer bölümlerinde yer almaktadır.

Bu standardın amaçları doğrultusunda, şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Karmaşık kesme modülünün mutlak değeri, kesme geriliminin genliği ve kesme geriniminin genliği arasındaki orandır. Karmaşık kesme modülünün mutlak değeri Pascal (Pa) birimine sahiptir.
• Karmaşık kesme viskozitesinin mutlak değeri, karmaşık kesme modülü miktarının oranı ve açısal frekans değeridir. Karmaşık kayma viskozitesinin mutlak değeri saniyelerle çarpılan Pascal birimine sahiptir (Pa⋅s).
• Genlik taraması, sabit açısal frekansta değişken genliğe sahip salınımlı testtir.
• Açısal yer değiştirme (açısal sapma), açı, yayın uzunluğu ile gösterildiğinde açısal ölçüdür. Açısal yer değiştirmenin birimi radyandır.
• Açısal frekans, salınımdaki açısal yer değiştirmenin zamansal değişimidir. Açısal frekansın birimi saniyede radyan (rad⋅s⁻¹) veya rad boyutsuz olduğundan (yani metre bölü metre), karşılıklı saniye (s⁻¹) birimidir.
• Açısal hız, dönmedeki açısal yer değiştirmenin zamansal değişimidir. Açısal hızın birimi saniyede radyandır (rad⋅s⁻¹).
• Sürekli rampa, belirtilen değişkenin başlangıç değerinden son değere kadar test sırasında monoton ve sürekli olarak değiştiği test türüdür. Sürekli rampa, doğrusal veya logaritmik ön ayarlama ile gerçekleştirilir. Sürekli rampaya bir alternatif, adım rampasıdır.
• Elastik davranış (elastikiyet), bir malzemenin geri dönüşümlü deformasyon ve mekanik enerji depolama özelliğini gösterme özelliğidir.
• Akış eğrisi, kesme gerilimi ile kesme hızı arasındaki ilişkinin grafiksel gösterimidir.
• Frekans, zaman birimi başına salınımdır. Frekansın birimi hertz’dir, burada 1 Hz saniyede 1 salınımdır.
• Frekans taraması, sabit genlikte değişken açısal frekans ile salınımlı testtir.
• İdeal elastik davranış (Hookean davranışı), bir malzemenin deformasyondan sonra anında, tamamen geri dönüşümlü bir iyileşme gösterme özelliğidir.
• Karmaşık kesme viskozitesinin aynı fazdaki bileşeni (dinamik viskozite), karmaşık kesme viskozitesinin gerçek kısmıdır. Dinamik viskozite, Pascal’ın saniyelerle çarpılmış birimidir (Pa⋅s).
• Kinematik viskozite, kesme viskozitesi ve yoğunluk oranıdır. Kinematik viskozite, saniye başına metrekare birimine sahiptir (m2⋅s⁻¹).
• Laminer akış, sonsuz derecede ince katmanların birbirine paralel olarak hareket ettirildiği akıştır. Mutlak ölçüm geometrileri için reolojik parametrelerin tüm hesaplamaları sadece laminer akış varsayımı altında geçerlidir.

Dönme testleri, salınımlı testler ve çeşitli adım testleri vardır. Farklı testler birbirleriyle birleştirilebilir. Bunlar çeşitli ölçüm tipleri kullanılarak gerçekleştirilebilir: kontrollü deformasyon, kontrollü hız veya kontrollü stres.

Temel döner testte, numune bir yönde sabit veya değişken yüklemeye tabi tutulur. Kayma viskozitesi ölçülen verilerden hesaplanır. Karşılık gelen mekanik girdi ve tepki parametreleri standart içinde verilen tablolarda listelenmiştir. Testin temel parametreleri iki plakalı model açısından şematik olarak gösterilebilir.

Temel salınımlı testte, numune belirli bir salınım frekansında açısal sapma veya tork genliği ile uyarılır. Ortaya çıkan tepki aynı frekansta salınır ve bir genlik ve faz kayması ile karakterize edilir. İlgili mekanik giriş ve tepki parametreleri standart içinde verilen tablolarda listelenmiştir.

Reolojik özellikler, bir ölçüm cihazı (viskozimetre veya reometre) ve bir ölçüm geometrisinden (örneğin koni plaka) oluşan bir ölçüm sistemi kullanılarak araştırılır. Viskozimetre, viskoziteyi sadece dönüşte ölçebilir. Bu, numunenin viskozite fonksiyonunun zaman, sıcaklık, kayma hızı, kayma gerilimi ve basınç gibi diğer parametrelerin bir fonksiyonu olarak belirlenebileceği anlamına gelir. Bir reometre ile tüm temel testleri dönüş ve salınımda gerçekleştirmek mümkündür. Viskozite fonksiyonunun yanı sıra, viskoelastik özellikler, örneğin kayma depolama modülü ve kayma kaybı modülü, belirlenebilir.

• “EN ISO 3219-3 Bölüm 3: Dönme ve salınımlı reometri kullanıldığında sonuçların değerlendirilmesine yönelik test prosedürü ve örnekler” standardı henüz geliştirme sürecindedir.

Genel anlamda reoloji, malzemelerin uygulanan kuvvetler altında nasıl aktığını ve deforme olduğunu inceleyen bir bilimdir. Esasen maddelerin strese nasıl tepki verdiğinin bilimidir, özellikle de ideal katılar veya ideal sıvılar gibi davranmadıklarında.

Reolojideki temel kavramlar şunlardır:

• Viskozite: Akışa karşı dirençtir. Örneğin, bal sudan daha viskozdur.
• Elastiklik: Bir malzemenin deformasyondan sonra orijinal şekline dönme yeteneğidir.
• Plastisite: Bir malzemenin deforme olması ve orijinal şekline dönmemesidir.
• Kesme gerilimi ve kesme oranı: Uygulanan kuvvetin ve deformasyonun ne kadar çabuk gerçekleştiğinin ölçüleridir.

Reolojide ile esas olarak sıvılar (yağlar, şuruplar, kan gibi), jeller ve macunlar (diş macunu, ketçap gibi), polimerler ve plastikler, biyolojik sıvılar ve bulamaçlar ve süspansiyonlar incelenir.

Reoloji birçok endüstride kritik öneme sahiptir. Örneğin gıda endüstrisinde, doku ve kıvam için (örneğin tereyağı sürmek veya şurup dökmek gibi), kozmetik endüstrisinde kremlerin ve losyonların doğru hissettirmesini ve kolayca uygulanmasını sağlamak için, ilaç endüstrisinde ilaç dağıtımı için (örneğin bir jelin cilde nasıl yayıldığı) ve petrol ve inşaat endüstrisinde ham petrolün veya betonun nasıl aktığını anlamak için önemlidir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “EN ISO 3219 Reoloji” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.