Wat is een capillaire viscosimeter?
Een capillaire viscometer is een instrument dat wordt gebruikt om de viscositeit of dikte van een vloeistof te meten door te meten hoe lang het duurt voordat de vloeistof door een buis of capillair met een kleine diameter stroomt. De stroom- of uitstroomtijd is direct evenredig met de kinematische viscositeit van de vloeistof en kan direct worden omgezet in viscositeit door gebruik te maken van een conversiefactor die uniek is voor elk instrument. Viscositeit is over het algemeen temperatuurafhankelijk, dus de capillaire viscometer wordt meestal gebruikt in een waterbad met gereguleerde temperatuur ingesteld op een specifieke temperatuur.
Viscositeit kan worden gezien als de interne wrijving van een vloeistof of de neiging om weerstand te bieden aan stroming. Viscositeit is dus een belangrijke eigenschap van vloeistoffen. Het is van cruciaal belang in smeermiddelen, verf, dranken en in elk geval waar een vloeistof moet worden overgebracht, geroerd of gemanipuleerd.
Een capillaire viscometer kan verschillende ontwerpen hebben, maar de meest voorkomende is de U-vormige of Ostwald-viscometer, waarvan de typen Cannon-Fenske en Ubbelohde typisch zijn. Een Cannon-Fenske capillaire viscosimeter is een U-vormig stuk glazen buis met twee glazen bollen of kamers op één arm, gescheiden door een gekalibreerde lengte van de capillaire buis. Een andere lamp is laag op de andere arm, waarop het monster wordt geladen. Het monster en de capillaire viscometer worden vervolgens gesuspendeerd in een waterbad met een vaste temperatuur en men laat dit tot thermisch evenwicht komen.
Zodra het thermische evenwicht is bereikt, wordt het monster in de bovenste kamer getrokken en begint de test. Het testmonster mag van de bovenste kamer naar de onderste door het capillair stromen en de uitstroomtijd, of de tijd die nodig is om de lengte van het capillair te doorlopen, wordt gemeten. Capillaire viscometers worden geleverd met een door de fabrikant geleverde conversiefactor waarmee de kinematische viscositeit rechtstreeks uit de uitstroomtijd kan worden berekend.
Voor vloeistoffen met een hoge viscositeit kunnen oplossingen van deze stoffen in geschikt oplosmiddel worden gebruikt en metingen van de viscositeiten van de oplossingen bij verschillende concentraties worden bepaald. Constructie van een grafiek die procentuele concentratie versus viscositeit uitzet, maakt het mogelijk de viscositeit van de zuivere vloeistof te vinden door de grafiek te extrapoleren naar een oplosmiddelconcentratie nul.
In het Standard International (SI) -systeem wordt de viscositeit gemeten in eenheden van Pa * s of Pascal-seconden. Dit is echter vrij hoog voor de meeste vloeistoffen en het is gebruikelijker om viscositeiten te meten in eenheden van de mPa * s, of milli-Pascal * seconde, hetgeen een duizendste van een Pascal * seconde is. In het cgs-systeem, nog steeds gebruikt door de American Society of Testing and Materials, is de eenheid van viscositeit de poise, of meer gebruikelijk, de centipoise (cP), die een honderdste van een poise is. Zowel het SI-systeem als het cgs-systeem zijn gebaseerd op het metrische systeem, dus de conversie tussen beide is eenvoudig en 1 cP is gelijk aan 1 mPa * s.