Brookfield博勒飞锥板粘度计——测试汽车油漆 - ASTM D4287
用途 用于汽车外表面涂漆,使其外观更加靓丽。 测试设备
测试方法: 以高剪切率(10,000 -12,000 s-1)对油漆进行测试,模拟喷涂时油漆所经历的流动行为。所采用的测试方法依据ASTM D4287标准(北美通用标准)所提出的标准测试方法,剪切率设为12,000 s-1;以及依据ISO2884与BS3900标准(欧洲通用标准)所提出的标准测试方法,剪切率设为10,000 s-1。 我们使用的是一个带有Capcalc软件的高扭矩CAP 2000+L粘度计来进行自动控制和数据采集。采用锥转子01和67 μL液体样品测出量程范围内的结果。配给每部分车漆之前会清洁锥和板。每一次试验都使用一份新样品。每种转速下进行三次试验。测试前,将样品和锥转子温度平衡在25°C温度,持续30秒。防溶剂挥发装置有助于防止样品挥发。图1、2和图3显示的是来自分析结果的代表数据。 图1所示为采用欧洲常用ISO 2884标准所述的标准测试方法得出的数据。 图1:标准ISO 2884测试方法 图2所示为采用北美常用ASTM D4287标准所述的标准测试方法得出的数据。 图2:标准 D4287 测试方法 图3 标绘 图1和图2的第1轮。 图3:测试方法对比: ISO 2884 与 ASTM D4287 图3显示:按照 ISO 2884 标准获得的粘度稍微高于按照 ASTM D4287 标准获得的粘度。粘度随时间变化稍有升高可能是由于溶剂从油漆样品中挥发出来了。
那些关于蛋黄酱的粘度测试方法
用途蛋黄酱被用作调味品,通常与其他食物混合制作沙拉和三明治。方法1测试设备•弹簧扭矩范围:RV •转子:T-D •附件:Helipath 升降支架 •转速,rpm:10测试方法:该测试在室温下进行。早在20世纪60年代,美国蛋黄酱和沙拉调味品研究机构就进行了原始测试,并指定使用Brookfield RVT表盘式粘度计。然而,Brookfield RVDV-II+ Pro与Rheocalc软件的配合使用可进行自动化数据采集。典型的自动化测试数据、比较两种不同产品,普通“A”和低脂“L”,如下所示:
图1
蛋黄酱普通“A”数据为红色,低脂“L”数据为蓝色。物料看似类似,在口感方面,普通“A”比低脂“L”更粘或更“稠”。
方法2测试设备•弹簧扭矩范围:HB •转子:V-73,浸入到主沉浸标记 •附件:(无) •转速,rpm:1
测试方法:该测试在室温下进行。在质量控制应用中,桨式流变仪是比较新的。该测试比其他应用表单中所述的标准Helipath流程更加复杂。例如,任意DVIII / DV3系列流变仪或DVII+ / DV2T粘度计与Rheocalc(T)软件配合使用,可进行自动化数据采集。通过比较两种不同产品得出的典型数据,下图所示为普通“A”和低脂“L”:
图2
两种物料的差异很大。蛋黄酱普通“A”(反应如红色曲线所示)比低脂“L”(反应如蓝色曲线所示)的粘度峰值高得多。较高峰值对应较高屈服应力。相较于蛋黄酱低脂“L”,蛋黄酱普通“A”的粘度与时间的对应关系图表中的初始斜率更大。相较于低脂“L”,普通“A”的最终粘度值更大。这些数据反应普通“A”更加坚实的质构。方法3问题传统上采用粘度计及其附件对某些蛋黄酱进行测试时,由于转子穿过流体,粘度厘泊值可能会发生变动。RST-SST可进行快速30秒屈服测试,采用屈服应力值和模量(引起屈服应力的行斜率)描述流体。测试方法:用剪切率控制 (CSR)该测试在室温下进行。程序•一步, •起始 RPM = 0.5 •结束 RPM = 0.5 •时间 = 30 秒 •曲线图=Y1轴剪切应力、X轴时间、无Y2轴、计算模量
图3
图表显示两种不同的蛋黄酱:一种是传统型,屈服值为360帕;一种是柔软、低脂配方,屈服值为30帕。桨式转子几何外形可轻松容纳不同稠度的蛋黄酱,生成重现性曲线,快速确定测试通过/失败。
应用说明——采用博勒飞(Brookfield)粘度计测试苹果汁
用途苹果汁可作为一种饮料饮用。测试设备仪器主机: •粘度计或流变仪 •弹簧扭矩范围:LV •转子:YULA-15E 附件: •增强型超低粘度适配器 (ULA-EY), •TC-650SD 可编程恒温水浴 •速度:50, 75 和 100 rpm测试方法:增强型超低粘度适配器可以与各种Brookfield粘度计和流变仪一起使用。在应用例子中,我们使用的是一个安装了RheocalcT软件的Brookfield DVNXLV来进行自动控制和数据采集。将增强型超低粘度适配器样品杯直接浸入TC-650SD可编程冷却水浴中,以此来保持测试温度4°C和25°C。图1显示的是来自分析结果的代表数据。
图1图表显示在所测转速范围内在4°C(蓝色数据:2.5cP©)和25°C(红色数据:1.4cP)温度下的粘度相对恒定。此类流动特性被称为“牛顿性”。图表也显示在4°C温度下测得的苹果汁粘度高于在25°C温度下测得的粘度。增加温度通常可降低既定物质的粘度。
测试方法——采用博勒飞(Brookfield)粘度计或流变仪测试玉米油
用途 玉米油可用于烹调、用作沙拉油、用于制作人造黄油。 方法1 测试设备 仪器主机:粘度计或流变仪 扭矩范围:LV 转子:YULA-15E 附件:增强型超低粘度适配器, TC-550AP 可编程水浴 速度:2, 4, 6, 8 和 10 RPM 测试方法 增强型超低粘度适配器™可以与各种Brookfield粘度计和流变仪一起使用。在应用例子中,我们使用的是一个安装了RheocalcT™软件的Brookfield DVNXLV来进行自动控制和数据采集。将增强型超低粘度适配器样品杯直接浸入TC- 550AP可编程冷却水浴中,以此来保持测试温度25°C。图1分析中的代表数据表明:在测试的转速范围内, 25°C (55 cP 至 52 cP) 时的粘度相对恒定。 图1:粘度与转速方法2 测试设备 仪器主机:粘度计或流变仪 扭矩范围:LV 转子:LV-1 附件:TC-550AP 可编程水浴 速度:25, 50, 75 和 100 RPM 测试方法 我们使用的是一个带有LV保护腿和安装了Rheocalc™软件的Brookfield DVNXLV流变仪来进行自动控制和数据采集。将盛放在600mL低温型Griffin烧杯中的样品浸入TC-502P可编程冷却水浴中,温度平衡在25°C,对样品进行测试。图2分析中的代表数据表明:在测试的转速范围内,在 25°C时大约52 cP的粘度相对恒定。 图2:粘度与转速
关于黄油和人造黄油的粘度测试
用途 黄油和人造黄油的粘度极高。力值测量可用于采用质构仪所进行的此类测试。也可采用粘度计或流变仪来测量流动特性。Brookfield RST-SST(软固体流变仪)可通过60秒测试来测量流动特性。 测试设备 仪器主机:RST-SST 流变仪 几何结构:VT-10-5(长度:10 毫米、直径:5 毫米)和VT-20-20 (长度:20 毫米、直径:20 毫米)桨式转子 测试:控制剪切率屈服测试: 启动装置:0.5 RPM 结束:0.5 RPM 长度:30秒至60秒(取决于样品) 读数:30至60个测量点,取决于测试长度 温度:测试前,在冰箱中把所有样品(以及流变仪桨式转子)的温度调成4.5°C。 结果 图1 标绘剪切应力与4种不同样品的测试时间。屈服值是指剪切应力峰值(即标有“酱体”的样品:~12,000 Pa,或标有“黄油”的样品:~95,000 Pa)。测试检测样品间的较大差异。 我们也计算模量(应力/时间曲线斜率)和显示显著差异的增加值;范围从黄油1,168,313 Pa(最高)至酱体75,264 Pa(最低)。 1. 屈服值和模量组合与黄油“涂抹性能”相关。 2. 在冷却温度下,在用户使用产品的地点进行测试。 3. 测试快速,四次测试的持续时间都少于30秒。 4. SST是非常坚固的仪器,能经受在繁忙实验室中持续使用,基本无需保养。
博勒飞粘度计运作的原理
Brookfield 黏度计可以调整不同的转速,经由一个沈浸入样品中的转子可以测得扭力。此转子是由一个马达弹簧所带动,此弹簧的偏离由指针所显示(或者经由数字化仪表显示)。藉由变速箱调整不同速度与使用不同转子可以测得不同范围的黏度。
黏度、黏力、流动的阻力(与弹簧的松紧有关) 与转子的转速与转子形状有关,当转速增加或转子增大时黏力会加大。因此,当转速增大或转子变大时,可以由弹簧的偏离所读出。最小范围的黏度可以由表面积最大的转子与最高转速测得; 而最大范围的黏度可由表面积最小的转子与最慢转速测得。同一个转子在不同的转速下,可以测量流体的流变特性。
黏度计是由数个机械装置所组成,图 3-1 显示了指针式黏度计的主要装置。
马达与变速箱是装置在仪器顶端的机壳内,此机壳外贴有品牌标志。黏度计主机包含了一个精确的铍铜合金的弹簧,另一端接在轴承上, 另一端直接接在指针上。这个指针是由变速箱所驱动并且经由弹簧控制轴承。在指针式的机型中,指针与轴承直接相连。在数字化仪表的机型中, 一个变速度位移转换器侦测轴承的转角并显示在数为仪表板上。
在主机下方,下端轴承进入轴杯(pivot cup) 中。一个嵌入的的轴承随着指针与位移转换器旋转,下端轴承与黏度计的转子直接相连。