ความหนืดเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการทำความเข้าใจพฤติกรรมการไหลของโซลูชั่น polyanionic เซลลูโลส (GPAC) เม็ดซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นการขุดเจาะน้ำมันอาหารและยา ในฐานะซัพพลายเออร์ของเซลลูโลส polyanionic ที่มีคุณภาพสูงฉันมีความเชี่ยวชาญในความสำคัญของการวัดความหนืดของสารละลายอย่างแม่นยำ ในบล็อกนี้ฉันจะแบ่งปันวิธีการที่มีประสิทธิภาพบางอย่างสำหรับการวัดความหนืดของโซลูชั่น GPAC
ทำความเข้าใจเซลลูโลส polyanionic granular
ก่อนที่จะเจาะลึกลงไปในวิธีการวัดสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าเซลลูโลส polyanionic เม็ดเล็กคืออะไร GPAC เป็นพอลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้จากเซลลูโลส มันเป็นสารเติมแต่งอเนกประสงค์ที่สามารถเพิ่มความหนืดและความเสถียรของการแก้ปัญหา เราเสนอผลิตภัณฑ์ที่รวดเร็วยอดนิยมสองประเภท:polyanionic เซลลูโลส PAC LV ที่กระจายตัวเร็วและpolyanionic เซลลูโลส PAC HV กระจายอย่างรวดเร็ว- "LV" และ "HV" ยืนสำหรับความหนืดต่ำและความหนืดสูงตามลำดับซึ่งบ่งบอกถึงความสามารถที่หนาขึ้นที่แตกต่างกัน
ปัจจัยที่มีผลต่อความหนืดของโซลูชัน GPAC
มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความหนืดของสารละลาย GPAC ความเข้มข้นของ GPAC ในการแก้ปัญหาเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุด โดยทั่วไปเมื่อความเข้มข้นของ GPAC เพิ่มขึ้นความหนืดของสารละลายก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อุณหภูมิยังมีบทบาทสำคัญ อุณหภูมิที่สูงขึ้นมักจะนำไปสู่การลดลงของความหนืดเนื่องจากพลังงานความร้อนที่เพิ่มขึ้นช่วยให้โซ่พอลิเมอร์เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระมากขึ้นลดแรงเสียดทานภายใน
อัตราการเฉือนเป็นอีกปัจจัยหนึ่ง โซลูชั่น GPAC มักจะแสดงพฤติกรรมที่ไม่ใช่ - นิวตันซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงความหนืดของพวกเขาด้วยอัตราแรงเฉือนที่ใช้ ในอัตราการเฉือนต่ำโซ่พอลิเมอร์จะถูกพาดพิงถึงทำให้เกิดความหนืดสูงขึ้น เมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้นโซ่จะจัดแนวในทิศทางของการไหลและความหนืดลดลง
วิธีการวัดความหนืด
viscometry เส้นเลือดฝอย
capillary viscometry เป็นวิธีคลาสสิกสำหรับการวัดความหนืดของของเหลว มันขึ้นอยู่กับหลักการของกฎของ Poiseuille ซึ่งอธิบายถึงการไหลของของเหลวผ่านหลอดเส้นเลือดฝอย ในวิธีนี้ปริมาณที่รู้จักของสารละลาย GPAC ได้รับอนุญาตให้ไหลผ่านหลอดเส้นเลือดฝอยภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เวลาที่ใช้ในการแก้ปัญหาการไหลระหว่างสองจุดที่ทำเครื่องหมายไว้บนหลอดจะถูกวัด
ความหนืดสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
[\ and = k \ rho t]
โดยที่ (\ eta) คือความหนืด (k) เป็นค่าคงที่ viscometer (ซึ่งถูกกำหนดโดยการสอบเทียบเครื่องวัวด้วยของเหลวของความหนืดที่รู้จัก), (\ rho) คือความหนาแน่นของสารละลายและ (t) คือเวลาการไหล
เส้นเลือดฝอย viscometry ค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพง อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่เหมาะสำหรับของเหลวหรือของเหลวนิวตันที่มีพฤติกรรมที่ไม่ใช่นิวตันต่ำ สำหรับโซลูชั่น GPAC ซึ่งมักจะไม่ใช่นิวตันผลลัพธ์อาจได้รับผลกระทบจากอัตราการเฉือนในระหว่างการไหลผ่านเส้นเลือดฝอย
viscometry แบบหมุน
การหมุนรอบการหมุนเป็นวิธีที่หลากหลายมากขึ้นสำหรับการวัดความหนืดของของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันเช่นโซลูชั่น GPAC มันเกี่ยวข้องกับการหมุนแกนหมุนหรือบ๊อบในสารละลายและวัดแรงบิดที่จำเป็นในการรักษาการหมุนด้วยความเร็วคงที่
Viscometers แบบหมุนได้สองประเภท: Viscometers กระบอกสูบโคแอกเซียลและกรวย - และ - เครื่องตรวจจับแผ่น ใน viscometer ทรงกระบอกโคแอกเซียลบ๊อบทรงกระบอกจะถูกวางไว้ในกระบอกสูบด้านนอกโคแอกเซียลและสารละลายจะถูกเติมในช่องว่างระหว่างพวกเขา ทรงกระบอกด้านนอกถูกหมุนและวัดแรงบิดบนบ๊อบ
ในกรวย - และ - แผ่น viscometer แผ่นแบนและกรวยที่มีมุมเล็ก ๆ การแก้ปัญหาจะถูกวางไว้ระหว่างกรวยและแผ่นและกรวยหมุน ข้อได้เปรียบของกรวย - และ - เครื่องวัวแผ่นคืออัตราการเฉือนนั้นสม่ำเสมอในตัวอย่างซึ่งช่วยให้สามารถวัดความหนืดได้อย่างแม่นยำในอัตราการเฉือนที่แตกต่างกัน
ความหนืดคำนวณจากแรงบิดที่วัดได้และความเร็วในการหมุนโดยใช้สมการการสอบเทียบของ viscometer การหมุนรอบการหมุนสามารถให้ความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับพฤติกรรมที่ไม่ใช่นิวตันของโซลูชั่น GPAC โดยการวัดความหนืดในอัตราการเฉือนที่แตกต่างกัน
การลดทรงกลมของทรงกลม
การลดลงของ Sphere Viscometry ขึ้นอยู่กับหลักการของกฎของสโตกส์ซึ่งอธิบายการเคลื่อนไหวของทรงกลมที่ตกลงมาผ่านของเหลวที่มีความหนืด ทรงกลมขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นและเส้นผ่านศูนย์กลางที่รู้จักจะถูกลดลงในสารละลาย GPAC และเวลาที่ใช้สำหรับทรงกลมจะลดระยะทางที่แน่นอน
ความหนืดสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
[\ eta = \ frac {2} {9} \ frac {(\ rho_s - \ rho_f) gd^2} {v}]
โดยที่ (\ eta) คือความหนืด (\ rho_s) คือความหนาแน่นของทรงกลม (\ rho_f) คือความหนาแน่นของสารละลาย (g) คือการเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (d) คือเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมและ (v)
วิธีนี้ค่อนข้างง่ายและสามารถใช้สำหรับความหนืดที่หลากหลาย อย่างไรก็ตามมันยังได้รับผลกระทบจากพฤติกรรมที่ไม่ใช่นิวตันของของเหลวและผลลัพธ์อาจไม่ถูกต้องหากอัตราการเฉือนรอบ ๆ ทรงกลมไม่ดี - ควบคุมได้
ขั้นตอนการวัดความหนืดของสารละลาย GPAC
โดยไม่คำนึงถึงวิธีการวัดมีขั้นตอนทั่วไปบางอย่างที่จะปฏิบัติตามเมื่อวัดความหนืดของสารละลาย GPAC
การเตรียมตัวอย่าง
ก่อนอื่นเตรียมสารละลาย GPAC ด้วยความเข้มข้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนัก GPAC ที่ต้องการอย่างแม่นยำและเพิ่มลงในปริมาณน้ำหรือตัวทำละลายอื่น ๆ ผัดสารละลายเบา ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายตัวของอนุภาค GPAC อย่างสม่ำเสมอ มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะให้สารละลายยืนสำหรับเวลาที่เพียงพอเพื่อให้ได้รับความชุ่มชื้นอย่างสมบูรณ์ของอนุภาค GPAC
การควบคุมอุณหภูมิ
รักษาอุณหภูมิคงที่ในระหว่างการวัดความหนืด ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้อุณหภูมิมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความหนืดของสารละลาย GPAC เครื่องตรวจจับส่วนใหญ่ติดตั้งระบบควบคุมอุณหภูมิเช่นแจ็คเก็ตน้ำเพื่อเก็บตัวอย่างไว้ที่อุณหภูมิที่ต้องการ
การวัดและการวิเคราะห์ข้อมูล
หลังจากตัวอย่างถูกเตรียมและอุณหภูมิจะคงที่ให้ทำการวัดความหนืดโดยใช้วิธีที่เลือก ใช้การวัดหลายครั้งเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำของผลลัพธ์ วิเคราะห์ข้อมูลและคำนวณความหนืดตามสูตรที่เกี่ยวข้องหรือสมการการสอบเทียบของ viscometer
ความสำคัญของการวัดความหนืดที่แม่นยำ
การวัดความหนืดที่แม่นยำของสารละลาย GPAC นั้นมีความสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ ในอุตสาหกรรมการขุดเจาะน้ำมัน GPAC ใช้เป็นสารเติมแต่งการขุดเจาะเพื่อควบคุมความหนืดและคุณสมบัติการไหลของโคลนขุดเจาะ ความหนืดที่เหมาะสมของโคลนขุดเจาะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการขุดเจาะที่มีประสิทธิภาพเสถียรภาพที่ดีและการขนส่งการตัด
ในอุตสาหกรรมอาหารและเภสัชกรรม GPAC ใช้เป็นสารหนา, โคลงหรืออิมัลซิไฟเออร์ ความหนืดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีผลต่อพื้นผิวลักษณะและชีวิต ดังนั้นการวัดความหนืดที่แม่นยำจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์
ข้อสรุป
การวัดความหนืดของสารละลายเซลลูโลสโพลีออนนิกเป็นงานสำคัญที่ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบถึงปัจจัยที่มีผลต่อความหนืดและการเลือกวิธีการวัดที่เหมาะสม viscometry เส้นเลือดฝอย, viscometry แบบหมุนและการลดลงของทรงกลมเป็นวิธีการทั้งหมดที่มีศักยภาพแต่ละคนมีข้อดีและข้อ จำกัด ของตัวเอง
ในฐานะซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้ของเซลลูโลส polyanionic granular เรามุ่งมั่นที่จะให้บริการผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิค หากคุณสนใจในpolyanionic เซลลูโลส PAC LV ที่กระจายตัวเร็วหรือpolyanionic เซลลูโลส PAC HV กระจายอย่างรวดเร็วผลิตภัณฑ์หรือหากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการวัดความหนืดหรือแง่มุมอื่น ๆ ของ GPAC โปรดติดต่อเราเพื่อการอภิปรายเพิ่มเติมและการเจรจาต่อรองการจัดซื้อจัดจ้าง
การอ้างอิง
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989) บทนำสู่การไหล วิทยาศาสตร์เอลส์เวียร์
- Bird, RB, Armstrong, RC, & Hassager, O. (1987) การเปลี่ยนแปลงของของเหลวโพลีเมอร์: เล่มที่ 1, กลศาสตร์ของไหล Wiley - Interscience
- ASTM International (2019) วิธีการทดสอบมาตรฐานสำหรับความหนืดของของเหลวที่โปร่งใสและทึบแสง (วิธี Brookfield) ASTM D2983 - 19
