VISCOSIMETRIA Viscosimetro HAAKE
reometro Rheometrics RS 200La reologia studia le deformazioni che i corpi subiscono quando vengono sottoposti a sollecitazioni, mette cioé in relazione gli sforzi interni con le deformazioni.
I vari materiali si comportano in modo diverso tra loro; in un gas ideale lo sforzo è sempre isotropico, in un corpo solido la deformazione è sempre nulla, in un corpo viscoso lineare lo sforzo interno è direttamente proporzionale alla velocità di deformazione (il coefficiente di proporzionalita è la viscosità) infine in un corpo elastico lineare lo sforzo interno è direttamente proporzionale alla deformazione (la costante di proporzionalità è il modulo elastico).
La viscosimetria riguarda prevalentemente le misure reologiche nei liquidi, compresi quelli viscoelastici. I liquidi si distinguono principalmente in newtoniani (la cui viscosità non dipende dal gradiente) e che sono in genere liquidi a basso peso molecolare e non-newtoniani (la cui viscosità varia con il gradiente). A loro volta i non-newtoniani si distinguono in pseudoplastici (soluzioni concentrate di polimeri, emulsioni concentrate), plastici (sospensioni concentrate, pasta dentifricia), dilatanti (sistemi dispersi altamente concentrati) e tissotropici vernici). In alcuni liquidi oltre al comportamento viscoso è presente la componente elastica: in questi casi si deve cercare di separare le due componenti od effettuare misure a bassi gradienti in modo da far prevalere la componente viscosa.
Il viscosimetro rotazionale in dotazione al CUGAS consente misure sia di viscosità che di viscoelasticità ed è costituito da:
- un sistema di misura a cilindri coassiali di tipo Couette in cui il cilindro esterno ruota a velocità prefissata mentre lo sforzo di taglio viene misurato sul cilindro interno;
- un sistema di termostatazione;
- un'unità per il controllo delle condizioni di misura (manuale o tramite un computer).
Dall'analisi della curva di flusso, che mette in relazione t e D, si ottengono le prime informazioni sul comportamento reologico del materiale in esame; i punti sperimentali possono venire successivamente interpolati con equazioni matematiche. Si puo cosi studiare il comportamento del materiale in funzione del gradiente di velocità, della temperatura o del tempo; la scelta delle variabili dipende dal tipo di caratterizzazione reologica richiesta e da come si intendono riprodurre, all'interno del sistema di misura, le condizioni reali di lavoro del fluido.
La configurazione attuale dell'apparecchio (eventualmente espandibile per esigenze di tipo diverso) si presta particolarmente per le misure che richiedano:
- bassi gradienti (da 1x100 a 3x102 s-1);
- piccoli volumi di campione (circa 1,1 ml);
- viscosità relativamente basse (da 0.5 a 10 mPa x s).
Lo strumento è di particolare interesse quindi per lo studio del comportamento reologico di fluidi biologici, soluzioni polimeriche e liquidi con piccola soglia di scorrimento. L'intervallo di temperatura esplorabile va da +10 a +30oC. I risultati delle misure sono esprimibili sia in forma grafica che numerica, memorizzabili e stampabili.