Was ist ein Kapillarviskosimeter?
Ein Kapillarviskosimeter ist ein Instrument zur Messung der Viskosität oder Dicke einer Flüssigkeit, indem gemessen wird, wie lange es dauert, bis die Flüssigkeit durch ein Röhrchen oder eine Kapillare mit kleinem Durchmesser fließt. Die Durchfluss- oder Ausflusszeit ist direkt proportional zur kinematischen Viskosität der Flüssigkeit und kann mithilfe eines für jedes Instrument spezifischen Umrechnungsfaktors direkt in die Viskosität umgerechnet werden. Da die Viskosität im Allgemeinen temperaturabhängig ist, wird das Kapillarviskosimeter normalerweise in einem Wasserbad mit geregelter Temperatur verwendet, das auf eine bestimmte Temperatur eingestellt ist.
Die Viskosität kann als innere Reibung einer Flüssigkeit oder als Tendenz, dem Fließen zu widerstehen, angesehen werden. Die Viskosität ist daher eine wichtige Eigenschaft von Flüssigkeiten. Dies ist in Schmiermitteln, Farben, Getränken und in jedem Fall von entscheidender Bedeutung, wenn eine Flüssigkeit übertragen, gerührt oder manipuliert werden muss.
Ein Kapillarviskosimeter kann eine von mehreren Bauformen annehmen, am gebräuchlichsten ist jedoch das U-förmige oder Ostwald-Viskosimeter, für die die Cannon-Fenske- und Ubbelohde-Typen typisch sind. Ein Cannon-Fenske-Kapillarviskosimeter ist ein U-förmiges Stück Glasrohr mit zwei Glaskolben oder -kammern an einem Arm, die durch eine kalibrierte Länge Kapillarrohr voneinander getrennt sind. Auf dem anderen Arm, auf den die Probe geladen wird, ist eine andere Glühbirne niedrig. Die Probe und das Kapillarviskosimeter werden dann in einem Wasserbad mit fester Temperatur suspendiert und auf ein thermisches Gleichgewicht gebracht.
Sobald das thermische Gleichgewicht erreicht ist, wird die Probe in die obere Kammer gezogen und der Test beginnt. Die Testprobe wird durch die Kapillare von der oberen Kammer zur unteren fließen gelassen, und die Ausflusszeit oder die Zeit, die zum Durchqueren der Länge der Kapillare benötigt wird, wird gemessen. Kapillarviskosimeter werden mit einem vom Hersteller bereitgestellten Umrechnungsfaktor geliefert, der die Berechnung der kinematischen Viskosität direkt aus der Ausströmzeit ermöglicht.
Für hochviskose Flüssigkeiten können Lösungen dieser Substanzen in einem geeigneten Lösungsmittel verwendet und die Viskositäten der Lösungen bei verschiedenen Konzentrationen bestimmt werden. Die Konstruktion eines Diagramms, in dem die prozentuale Konzentration gegen die Viskosität aufgetragen ist, ermöglicht es, die Viskosität der reinen Flüssigkeit durch Extrapolation des Diagramms auf die Lösungsmittelkonzentration Null zu bestimmen.
Im Standard International (SI) -System wird die Viskosität in Einheiten von Pa * s oder Pascalsekunden gemessen. Dies ist jedoch für die meisten Flüssigkeiten ziemlich hoch, und es ist üblicher, Viskositäten in Einheiten von mPa * s oder Milli-Pascal * Sekunde, was einem Tausendstel einer Pascal * Sekunde entspricht, zu messen. In dem cgs-System, das immer noch von der American Society of Testing and Materials verwendet wird, ist die Viskositätseinheit die Poise oder üblicherweise die Centipoise (cP), die ein Hundertstel einer Poise ist. Sowohl das SI-System als auch das cgs-System basieren auf dem metrischen System, sodass die Umrechnung zwischen ihnen einfach ist und 1 cP 1 mPa * s entspricht.