A viscosidade é um parâmetro crucial na compreensão do comportamento de fluxo das soluções granulares de celulose polianiônica (GPAC), que possuem amplas aplicações em várias indústrias, como perfuração de petróleo, alimentos e produtos farmacêuticos. Como fornecedor de celulose polianiônica granular de alta qualidade, sou bem - versado na importância de medir com precisão sua viscosidade da solução. Neste blog, compartilharei alguns métodos eficazes para medir a viscosidade das soluções GPAC.
Entendendo a celulose granular polianiônica
Antes de se aprofundar nos métodos de medição, é essencial entender o que é a celulose polianiônica granular. O GPAC é um polímero solúvel em água derivado da celulose. É um aditivo versátil que pode aumentar a viscosidade e a estabilidade das soluções. Oferecemos dois tipos populares de produtos dispersos e rápidos:Celulose Polianiônica Pacial Dispersa rápida Pac LVeCelulose Polianiônica Pac HV dispersa rápida dispersa. O "LV" e o "HV" representam baixa viscosidade e alta viscosidade, respectivamente, o que indica suas diferentes capacidades de espessamento.
Fatores que afetam a viscosidade das soluções GPAC
Vários fatores podem influenciar a viscosidade das soluções GPAC. A concentração de GPAC na solução é um dos fatores mais significativos. Geralmente, à medida que a concentração de GPAC aumenta, a viscosidade da solução também aumenta. A temperatura também desempenha um papel vital. Temperaturas mais altas geralmente levam a uma diminuição na viscosidade, porque o aumento da energia térmica permite que as cadeias poliméricas se movam mais livremente, reduzindo o atrito interno.
A taxa de cisalhamento é outro fator. As soluções GPAC geralmente exibem comportamento não newtoniano, o que significa que sua viscosidade muda com a taxa de cisalhamento aplicada. A baixas taxas de cisalhamento, as cadeias poliméricas estão enredadas, resultando em maior viscosidade. À medida que a taxa de cisalhamento aumenta, as cadeias se alinham na direção do fluxo e a viscosidade diminui.
Métodos para medir a viscosidade
Viscometria capilar
A viscometria capilar é um método clássico para medir a viscosidade dos fluidos. É baseado no princípio da lei de Poiseuille, que descreve o fluxo laminar de um fluido através de um tubo capilar. Neste método, um volume conhecido da solução GPAC pode fluir através de um tubo capilar sob a influência da gravidade. O tempo necessário para a solução fluir entre dois pontos marcados no tubo é medido.
A viscosidade pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
[\ e = k \ rho t]
Onde (\ eta) é a viscosidade, (k) é a constante de viscosímetro (que é determinada calibrando o viscosímetro com um fluido de viscosidade conhecida), (\ rho) é a densidade da solução e (t) é o tempo de fluxo.
A viscometria capilar é relativamente simples e barata. No entanto, é principalmente adequado para fluidos ou fluidos newtonianos com baixo comportamento não newtoniano. Para soluções GPAC, que geralmente não são newtonianas, os resultados podem ser afetados pela taxa de cisalhamento durante o fluxo através do capilar.
Visometria rotacional
A viscometria rotacional é um método mais versátil para medir a viscosidade de fluidos não newtonianos, como as soluções GPAC. Envolve girar um eixo ou um bob na solução e medir o torque necessário para manter a rotação a uma velocidade constante.
Existem dois tipos comuns de viscosímeros rotacionais: viscosímetros de cilindros coaxiais e viscosímeros de cone - e - placas. Em um viscosímetro de cilindro coaxial, um bob cilíndrico é colocado dentro de um cilindro externo coaxial e a solução é preenchida na lacuna entre eles. O cilindro externo é girado e o torque no bob é medido.
Em um viscosímetro de cone e - uma placa, são usadas uma placa plana e um cone com um pequeno ângulo. A solução é colocada entre o cone e a placa, e o cone é girado. A vantagem do viscosímetro do cone - e da placa é que a taxa de cisalhamento é uniforme na amostra, o que permite uma medição precisa da viscosidade em diferentes taxas de cisalhamento.
A viscosidade é calculada a partir do torque medido e da velocidade de rotação usando a equação de calibração do viscosímetro. A viscometria rotacional pode fornecer uma compreensão abrangente do comportamento não newtoniano das soluções GPAC, medindo a viscosidade em diferentes taxas de cisalhamento.
Viscometria de esfera em queda
A viscometria da esfera em queda é baseada no princípio da lei de Stokes, que descreve o movimento de uma esfera caindo através de um fluido viscoso. Uma pequena esfera de densidade e diâmetro conhecidos é derrubada na solução GPAC, e o tempo necessário para a esfera cair a uma certa distância é medido.
A viscosidade pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
[\ eta = \ frac {2} {9} \ frac {(\ rho_s - \ rho_f) gd^2} {v}]
Onde (\ eta) é a viscosidade, (\ rho_s) é a densidade da esfera, (\ rho_f) é a densidade da solução, (g) é a aceleração devido à gravidade, (d) é o diâmetro da esfera e (v) é a velocidade terminal da esfera.
Este método é relativamente simples e pode ser usado para uma ampla gama de viscosidades. No entanto, também é afetado pelo comportamento não newtoniano do fluido, e os resultados podem ser imprecisos se a taxa de cisalhamento ao redor da esfera não estiver bem controlada.
Procedimento para medir a viscosidade da solução GPAC
Independentemente do método de medição, existem algumas etapas gerais a seguir ao medir a viscosidade das soluções GPAC.
Preparação de amostras
Primeiro, prepare a solução GPAC com a concentração desejada. Pese com precisão a quantidade necessária de GPAC e adicione -a a um volume conhecido de água ou outros solventes. Mexa a solução suavemente para garantir a dispersão uniforme das partículas do GPAC. É importante deixar a solução representar um tempo suficiente para permitir a hidratação completa das partículas GPAC.
Controle de temperatura
Mantenha uma temperatura constante durante a medição da viscosidade. Como mencionado anteriormente, a temperatura tem um efeito significativo na viscosidade das soluções GPAC. A maioria dos viscosímetros está equipada com sistemas de controle de temperatura, como jaquetas de água, para manter a amostra a uma temperatura desejada.
Medição e análise de dados
Depois que a amostra é preparada e a temperatura é estabilizada, execute a medição da viscosidade usando o método escolhido. Faça várias medidas para garantir a precisão e a repetibilidade dos resultados. Analise os dados e calcule a viscosidade de acordo com a fórmula relevante ou a equação de calibração do viscosímetro.
Importância da medição precisa da viscosidade
A medição precisa da viscosidade das soluções GPAC é crucial por vários motivos. Na indústria de perfuração de petróleo, o GPAC é usado como um aditivo de fluidos de perfuração para controlar a viscosidade e as propriedades reológicas da lama de perfuração. A viscosidade adequada da lama de perfuração é essencial para a perfuração eficiente, a estabilidade do poço e o transporte de estacas.
Nas indústrias alimentares e farmacêuticas, o GPAC é usado como agente espessante, estabilizador ou emulsificante. A viscosidade do produto final afeta sua textura, aparência e prateleira - vida. Portanto, a medição precisa da viscosidade é necessária para garantir a qualidade e a consistência dos produtos.
Conclusão
Medir a viscosidade das soluções granulares de celulose polianiônica é uma tarefa importante que requer uma consideração cuidadosa dos fatores que afetam a viscosidade e a escolha dos métodos de medição apropriados. A viscometria capilar, a viscometria rotacional e a viscometria de esfera em queda são métodos viáveis, cada um com suas próprias vantagens e limitações.
Como fornecedor confiável de celulose polianiônica granular, estamos comprometidos em fornecer produtos de alta qualidade e suporte técnico. Se você está interessado em nossoCelulose Polianiônica Pacial Dispersa rápida Pac LVouCelulose Polianiônica Pac HV dispersa rápida dispersaProdutos, ou se você tiver alguma dúvida sobre medição de viscosidade ou outros aspectos do GPAC, não hesite em entrar em contato conosco para mais discussões e negociações de compras.
Referências
- Barnes, Ha, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Uma introdução à reologia. Elsevier Science.
- Bird, RB, Armstrong, RC, & Hassager, O. (1987). Dinâmica de líquidos poliméricos: volume 1, mecânica de fluidos. Wiley - Intersciência.
- ASTM International. (2019). Métodos de teste padrão para viscosidade de líquidos transparentes e opacos (o método Brookfield). ASTM D2983 - 19.
