점도는 석유 시추, 식품 및 제약과 같은 다양한 산업 분야에서 광범위한 응용을 가지고있는 과립 폴리니온 셀룰로오스 (GPAC) 솔루션의 흐름 거동을 이해하는 데 중요한 매개 변수입니다. 고품질 과립 다비 니오 니닉 셀룰로오스의 공급 업체로서, 나는 용액 점도를 정확하게 측정하는 것의 중요성에 정통합니다. 이 블로그에서는 GPAC 솔루션의 점도를 측정하는 효과적인 방법을 공유 할 것입니다.
과립 형 다항 셀룰로오스 이해
측정 방법을 탐구하기 전에 세분화 된 다 온화성 셀룰로오스가 무엇인지 이해하는 것이 필수적입니다. GPAC는 셀룰로오스로부터 유래 된 수용성 중합체이다. 용액의 점도와 안정성을 증가시킬 수있는 다재다능한 첨가제입니다. 우리는 두 가지 인기있는 유형의 빠른 분산 제품을 제공합니다.빠른 분산 된 다항 셀룰로오스 PAC LV그리고빠른 분산 된 다항 셀룰로오스 PAC HV. "LV"및 "HV"는 각각 저점과 고 점도를 나타냅니다. 이는 각각 다른 두껍게 기능을 나타냅니다.
GPAC 용액의 점도에 영향을 미치는 요인
몇 가지 요인이 GPAC 용액의 점도에 영향을 줄 수 있습니다. 용액에서 GPAC의 농도는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 일반적으로, GPAC의 농도가 증가함에 따라, 용액의 점도도 증가한다. 온도는 또한 중요한 역할을합니다. 높은 온도는 일반적으로 열 에너지가 증가하면 중합체 체인이 더 자유롭게 움직여 내부 마찰이 줄어들 기 때문에 점도가 감소합니다.
전단 속도는 또 다른 요인입니다. GPAC 솔루션은 종종 비 뉴턴의 거동을 나타내며, 이는 적용된 전단 속도로 점도가 변하는 것을 의미합니다. 낮은 전단 속도에서, 중합체 사슬은 얽히게되어 점도가 높다. 전단 속도가 증가함에 따라 체인은 흐름 방향으로 정렬되고 점도는 감소합니다.
점도 측정 방법
모세관 점도 측정
모세관 점도 측정은 유체의 점도를 측정하는 전형적인 방법입니다. 그것은 모세관을 통한 유체의 층류를 설명하는 Poiseuille의 법칙의 원리에 기초합니다. 이 방법에서, 알려진 부피의 GPAC 용액은 중력의 영향 하에서 모세관을 통해 흐를 수있다. 용액이 튜브의 두 개의 표시된 지점 사이에서 흐르는 데 걸리는 시간이 측정됩니다.
점도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
[\ and = k \ rho t]
여기서 (\ eta)는 점도이고, (k)는 점도계 상수입니다 (점도가 알려진 점도로 점도계를 교정하여 결정), (\ rho)는 용액의 밀도이며 (t)는 흐름 시간입니다.
모세관 점도 측정은 비교적 간단하고 저렴합니다. 그러나 주로 Newtonian 비율이 낮은 Newtonian 유체 또는 유체에 적합합니다. 종종 Newtonian이 아닌 GPAC 솔루션의 경우 결과는 모세관을 통한 흐름 동안 전단 속도의 영향을받을 수 있습니다.
회전 점도 측정
회전 점도 측정법은 GPAC 용액과 같은 비 뉴턴 유체의 점도를 측정하기위한보다 다양한 방법입니다. 용액에서 스핀들 또는 밥을 회전시키고 일정한 속도로 회전을 유지하는 데 필요한 토크를 측정하는 것이 포함됩니다.
회전 점도계에는 두 가지 유형의 회전 점도계가 있습니다 : 동축 실린더 점도계 및 원뿔 및 플레이트 점도계가 있습니다. 동축 실린더 점검계에서 원통형 밥은 동축 외부 실린더 안에 배치되며 용액은 그 사이의 간격으로 채워집니다. 외부 실린더가 회전하고 Bob의 토크가 측정됩니다.
원뿔 및 플레이트 점도계에서는 작은 각도가있는 평평한 플레이트 및 원뿔이 사용됩니다. 용액은 원뿔과 플레이트 사이에 배치되고 원뿔이 회전됩니다. 원뿔 및 플레이트 점도계의 장점은 전단 속도가 샘플 전체에 균일하여 상이한 전단 속도에서 점도를 정확하게 측정 할 수 있다는 것이다.
점도는 측정 된 토크와 점도계 교정 방정식을 사용하여 회전 속도로 계산됩니다. 회전 점도 측정법은 상이한 전단 속도에서 점도를 측정함으로써 GPAC 용액의 비 뉴턴 거동에 대한 포괄적 인 이해를 제공 할 수있다.
떨어지는 구체 점도 측정
떨어지는 구의 점도 측정법은 스토크스 법칙의 원리에 기초하며, 점도는 점성 유체를 통해 떨어지는 구의 움직임을 설명합니다. 알려진 밀도 및 직경의 작은 구체가 GPAC 용액으로 떨어지고 구체가 특정 거리를 떨어 뜨리는 데 걸리는 시간이 측정됩니다.
점도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
[\ eta = \ frac {2} {9} \ frac {(\ rho_s - \ rho_f) gd^2} {v}]
(\ eta)는 점도이고 (\ rho_s)는 구의 밀도, (\ rho_f)는 용액의 밀도, (g)는 중력으로 인한 가속도, (d)는 구의 직경이고 (v)는 구의 말단 속도입니다.
이 방법은 비교적 간단하며 광범위한 점성에 사용할 수 있습니다. 그러나, 그것은 또한 유체의 비 뉴턴의 거동에 의해 영향을 받고, 구 주변의 전단 속도가 잘 제어되지 않으면 결과가 부정확 할 수있다.
GPAC 용액 점도 측정 절차
측정 방법에 관계없이 GPAC 용액의 점도를 측정 할 때 따라야 할 몇 가지 일반적인 단계가 있습니다.
샘플 준비
먼저, 원하는 농도로 GPAC 용액을 준비하십시오. 필요한 양의 GPAC를 정확하게 무게로 평가하고 알려진 양의 물 또는 다른 용매에 첨가하십시오. 용액을 부드럽게 저어 GPAC 입자의 균일 한 분산을 보장하십시오. 용액이 GPAC 입자의 완전한 수화를 허용하기에 충분한 시간을 유지하는 것이 중요합니다.
온도 제어
점도 측정 중에 일정한 온도를 유지하십시오. 앞에서 언급했듯이 온도는 GPAC 용액의 점도에 상당한 영향을 미칩니다. 대부분의 점도계에는 샘플을 원하는 온도로 유지하기 위해 워터 재킷과 같은 온도 제어 시스템이 장착되어 있습니다.
측정 및 데이터 분석
샘플을 준비하고 온도가 안정화 된 후, 선택한 방법을 사용하여 점도 측정을 수행하십시오. 결과의 정확성과 반복성을 보장하기 위해 여러 측정을 수행하십시오. 데이터를 분석하고 관련 공식 또는 점도계의 교정 방정식에 따라 점도를 계산하십시오.
정확한 점도 측정의 중요성
GPAC 솔루션의 정확한 점도 측정은 몇 가지 이유로 중요합니다. 오일 시추 산업에서, GPAC는 드릴링 진흙의 점도 및 유변학 적 특성을 제어하기위한 드릴링 유체 첨가제로 사용된다. 드릴링 진흙의 적절한 점도는 효율적인 드릴링, 웰 보어 안정성 및 절단 수송에 필수적입니다.
식품 및 제약 산업에서 GPAC는 두꺼운 제제, 안정제 또는 유화제로 사용됩니다. 최종 제품의 점도는 질감, 외관 및 선반 생명에 영향을 미칩니다. 따라서 제품의 품질과 일관성을 보장하려면 정확한 점도 측정이 필요합니다.
결론
과립 형 다항 셀룰로오스 용액의 점도를 측정하는 것은 점도에 영향을 미치는 요인과 적절한 측정 방법의 선택을 신중하게 고려해야하는 중요한 작업입니다. 모세관 점도 측정, 회전 점도 측정 및 하락 구체 점도 측정은 각각 고유 한 장점과 한계를 갖는 실행 가능한 방법입니다.
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참조
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). 유변학 소개. Elsevier Science.
- Bird, RB, Armstrong, RC 및 Hassager, O. (1987). 중합체 액체의 역학 : 부피 1, 유체 역학. 와일리 - 비교.
- ASTM 국제. (2019). 투명 및 불투명 액체의 점도에 대한 표준 테스트 방법 (Brookfield 방법). ASTM D2983-19.
