Posted by(작성하신 분) (주)막스메트 ( November 19, 2000 at 01:34:06: )
In Reply to(원문) : 점도
posted by(원문 작성자) : 한화석유화학 중앙연구소 on November 03, 2000 at 09:19:12:
안녕하세요. 저는 폴리머 용액(solvent+polymer)의 점도거동에 관하여 연구중입이다. 다음과 같은 부분에 있어 의문이 있어 문의
드립니다.
: 1. 부룩필드 점도계를 사용하여 일정온도 일정용기에서의
: 점도를 측정하는데 측정시 torque가 10-100%에 존재하고 100에 가까울수록 점도가 신빙성이 있다고 하는데 서로 다른 원액을 비교 할때
torgue의 차이에 따라 점도가 차이가 많은데 이런 경우는 어떻게 합니까?
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일반적으로 회전형 점도계는 토오크 범위가 30-80% 에 들어 오도록 실린더를 선택하여
측정하도록 추천하고 있읍니다. 토오크 범위가 너무 낮던지 너무 높으면 사전 교정된 토크
센서가 지시하는 값이 부정확할 수 있읍니다. 따라서 지시치가 극단에 치우치지 않도록 하여
측정하시기 바랍니다.
두번째 각 개별측정 데이터가 동일한 그리고 정확히 유지되는 온도에서 측정된 것인지
확인하십시오. 온도가 증가하면 액체의 점도는 기하급수 적으로 증가하고, 고분자의 경우
약 20도 차이이면 두배의 값을 나타냅니다.
세번째 점도계교정용 표준액으로 정확히 교정된 점도계인지 확인하십시오. 의심이 가면
한국표준과학연구원등 점도계를 교정할 수 있는 기관 또는 연구실에서 측정을 의뢰하여
교정을 받으십시오. 또는 점도계교정용 표준액을 구입하여 직접 온도별로 교정하여
사용하시기 바랍니다.
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: 2.서로 다른 원액의 점도를 비교 할때 일정실린더를 사용하여 측정하다가 torgue가 100을 넘거나 10 이하일때 실린더를 바꾸어측정한
점도결과와 서로 비교 가능한지?(rpm 5, 20, 100)
: 그러면 torgue를 비슷하게 나오도록 실린더와 RPM의 바꾸어 얻은 결과를 이용하여 원액의 점도를 비교하여야합니까?(실린더 사이즈,
torgue, rpm을 동시에 일치시키기가 어렵습니다)
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토오크 값은 브룩필드 점도계의 경우 %로 표시 됩니다. 따라서 30-80% 범위에 측정 시료의 토오크 가 위치한다면
적정한 측정이 된다고 생각됩니다.
토오크가 클수록 회전형점도계는 신뢰성이 있음을 항상 감안하십시오. 단 상위 90-100 이상으로 극단에
치우치지 않도록 유의하십시오.
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: 3. 부룩필드에서 실린더의 사이즈와 RPM의 변화에 따른 shear rate의 관계를 알고 싶고 가능하다면 수치로 부탁합니다.부룩필드에서
원액에 작용되는 shear rate를 알게되면 contraves의 결과와 비교 가능하기 때문입니다.
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RPM별 및 실린더별 shear rate 는 (그리고 사용 토오크(토오크로 부터 스트레스 계산가능)
점도계 매뉴얼을 참조 하십시오. 일정 수치가 제시되고 있읍니다. 만약 매뉴얼이 없으시면
구입처에 복사를 의뢰 하시기 바랍니다.
또한 점도계 실린더와 컨테이너의 기계적 수치로 부터도 전단율 계산이 가능합니다만
제조사에 문의하셔서 데이터를 얻으실 것을 추천합니다.
: 4. zero shear viscosity의 수치비교가 실질적인 유체의 거동에 어떤 의미를 부여할수있습니까.
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액체점도는 온도가 증가할때 감소하고(정압상태에서) 압력이 증가할때(항온 상태에서) 증가합니다.
그런데 온도가 정해진 상태에서는 액상의 점도는 농도와 전단율(shear rate)의 함수입니다.
브룩필드형 점도계 또는 막스메트 점도계는 액상뉴튼성 또는 비뉴튼성 유체의 점도를 상온-200 도
섭씨 에서 1-1,000,000 cP (또는mPa.s) 범위에서 측정이 가능한 기기입니다.
비뉴튼성 유체는 뉴튼성 유체와달리 전단율과 스트레스의 관계가 선형이지 않습니다.
이러한 비뉴튼성은 psedoplastic, dialtant 또는 thixotropic등 여러 형식의 모델로
표현됩니다. 비뉴튼성 고분자유체의 zero-shear viscosity는 여러 전단율에서 점도(또는 토오크,
전단응력)을 측정하여 표현할 수 있읍니다.
0의 전단율 또는 거의 0에 가까운 매우 낮은 전단율에서의 점도를 zero shear viscosity라고 하는데
이는 비뉴튼성 고분자같이 전단율(shear rate)에 대해 전단응력(shear stress)가 비선형으로
변화하는 특히 점탄성 유체의 성질을 표현하는 유용한 파라미터입니다.
zero shear viscosity 는 고분자분자량의 3.4승에 비례합니다.
즉
zero shear viscosity = C(상수) x Molecular Weight ^3.4
로 알려져 있읍니다. 이는 만약 폴리머의 분자량을 100,000 에서 200,000 으로
두배 증가시키면 점도는 2^(3.4) = 10.55 배가 된다는 뜻입니다.
바꾸어 말하면 대단히 큰 분자량을 가지는 고분자의 사출공정이 매우
어려워진다는 뜻이 됩니다. 계면활성제를 첨가하면 zero shear viscosity 와
plateau modulus를 감소시키는 것으로 알려져 있읍니다.
또한 zero shear viscosity 가 큰 점탄성물질은 큰 스트레스를 가집니다.
고분자가 스트레스가 가해졌을때 고분자가 풀어지는데 또한 결합들이
부서지는데 시간이 걸리게 됩니다
자세한 내용은 다음의 문헌을 참고하시기 바랍니다.
1.F. W. Billmeyer, Jr., "Textbook of Polymer Science," 2nd ed., Interscience, New York, pp. 185-191 (1971)
2. E. A. Collins, J. Bares, F. W. Billmeyer, Jr., "Experiments in Polymer Science," Interscience, New York, pp. 263-284, 457-465(1973)
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: 너무 많은 질문을 하여 미안합니다. 귀사의 무궁한 발전을 기원합니다.
질문하여 주신것을 감사드립니다. 막스메트에서는 귀하와 같은 분을 위하여
사용에 편리하고, 데이터 저장, 모델비교등, 완전 자동화된 디지털 점도계를
현재 개발 제작하고 있읍니다.
막스메트 점도계는 곧 국내시장에 선을 보이게 됩니다.
앞으로 많이 애용하여 주십시오.
(주)막스메트