كيفية قياس لزوجة محلول السليلوز متعدد السليلوز الحبيبي؟

اللزوجة هي معلمة حاسمة في فهم سلوك تدفق حلول السليلوز متعددة السليلوز (GPAC) الحبيبية ، والتي لديها تطبيقات واسعة في مختلف الصناعات مثل حفر النفط والغذاء والمستحضرات الصيدلانية. كمورد من السليلوز متعدد الحبيبات عالي الجودة ، أنا على دراية جيدة بأهمية قياس لزوجة حلها بدقة. في هذه المدونة ، سأشارك بعض الطرق الفعالة لقياس لزوجة حلول GPAC.

فهم السليلوز متعدد الأقدار الحبيبي

قبل الخوض في طرق القياس ، من الضروري أن نفهم ماهية السليلوز متعدد الحبيبات. GPAC هو بوليمر ماء - قابل للذوبان مشتق من السليلوز. إنها مضافة متعددة الاستخدامات يمكن أن تزيد من لزوجة واستقرار الحلول. نحن نقدم نوعين شائعين من المنتجات السريعة - المشتتة:سريع التشتت السليلوز السليلوز باك LVوسريع التشتت السليلوز pac hv. يقف "LV" و "HV" للزوجة المنخفضة واللزوجة العالية على التوالي ، مما يشير إلى قدرات السمك المختلفة.

العوامل التي تؤثر على لزوجة حلول GPAC

عدة عوامل يمكن أن تؤثر على لزوجة حلول GPAC. تركيز GPAC في المحلول هو واحد من أهم العوامل. بشكل عام ، مع زيادة تركيز GPAC ، تزداد لزوجة المحلول أيضًا. تلعب درجة الحرارة أيضًا دورًا حيويًا. عادة ما تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى انخفاض اللزوجة لأن الطاقة الحرارية المتزايدة تسمح لسلاسل البوليمر بالتحرك بحرية أكبر ، مما يقلل من الاحتكاك الداخلي.

معدل القص عامل آخر. غالبًا ما تظهر حلول GPAC سلوكًا غير نيوتوني ، مما يعني أن اللزوجة تتغير مع معدل القص المطبق. في معدلات القص المنخفضة ، تتشابك سلاسل البوليمر ، مما يؤدي إلى ارتفاع اللزوجة. مع زيادة معدل القص ، تتماشى السلاسل في اتجاه التدفق ، وتنخفض اللزوجة.

طرق لقياس اللزوجة

قياس اللزوجة الشعرية

يعد قياس اللزوجة الشعرية طريقة كلاسيكية لقياس لزوجة السوائل. يعتمد على مبدأ قانون Poiseuille ، الذي يصف التدفق الصفحي للسائل من خلال أنبوب شعري. في هذه الطريقة ، يُسمح بتدفق حجم معروف من محلول GPAC عبر أنبوب شعري تحت تأثير الجاذبية. يتم قياس الوقت المستغرق للمحلول للتدفق بين نقطتين ملحوظين على الأنبوب.

يمكن حساب اللزوجة باستخدام الصيغة التالية:
[\ و = k \ rho t]
عندما يكون (\ eta) اللزوجة ، (k) هو مقياس اللزوجة (والذي يتم تحديده عن طريق معايرة لزوجة اللزوجة بسائل من اللزوجة المعروفة) ، (\ rho) هي كثافة المحلول ، و (t) هي وقت التدفق.

قياس اللزوجة الشعرية بسيطة نسبيا وغير مكلفة. ومع ذلك ، فهي مناسبة بشكل أساسي للسوائل أو السوائل النيوتونية ذات السلوك غير النيوتوني المنخفض. بالنسبة لحلول GPAC ، التي غالباً ما تكون غير نيوتن ، قد تتأثر النتائج بمعدل القص أثناء التدفق عبر الشعيرات الدموية.

قياس اللزوجة الدورانية

تعد قياس اللزوجة الدورانية طريقة أكثر تنوعًا لقياس لزوجة السوائل غير النيوتونية مثل حلول GPAC. أنه يتضمن تدوير المغزل أو بوب في المحلول وقياس عزم الدوران المطلوب للحفاظ على الدوران بسرعة ثابتة.

هناك نوعان شائعان من مقاييس اللزوجة الدورانية: مقاييس اللزوجة المخروطية والمخروطية. في مقياس اللزوجة الأسطوانية المحورية ، يتم وضع بوب أسطواني داخل أسطوانة خارجية محورية ، ويتم ملء المحلول في الفجوة بينهما. يتم تدوير الأسطوانة الخارجية ، ويتم قياس عزم الدوران على البوب.

في مخروط - و - اللوحة اللزجة ، يتم استخدام لوحة مسطحة ومخروط مع زاوية صغيرة. يتم وضع المحلول بين المخروط واللوحة ، ويتم تدوير المخروط. تتمثل ميزة المخروط المخروطية - في أن معدل القص موحد عبر العينة ، مما يسمح بقياس دقيق للزوجة بمعدلات القص المختلفة.

يتم حساب اللزوجة من عزم الدوران المقاس والسرعة الدورانية باستخدام معادلة معايرة لزوجة اللزوجة. يمكن أن توفر قياس اللزوجة الدورانية فهمًا شاملاً للسلوك غير النيوتوني لحلول GPAC من خلال قياس اللزوجة بمعدلات القص المختلفة.

السقوط كرة اللزوجة

يعتمد القياس اللزوجة المتساقط على مبدأ قانون Stokes ، الذي يصف حركة كرة يسقط عبر سائل لزج. يتم إسقاط مجال صغير من الكثافة المعروفة والقطر في محلول GPAC ، ويتم قياس الوقت المستغرق في الكرة مسافة معينة.

يمكن حساب اللزوجة باستخدام الصيغة التالية:
[\ eta = \ frac {2} {9} \ frac {(\ rho_s - \ rho_f) gd^2} {v}]
حيث (\ eta) هي اللزوجة ، (\ rho_s) هي كثافة الكرة ، (\ rho_f) هي كثافة المحلول ، (g) هي التسارع بسبب الجاذبية ، (د) هو قطر الكرة ، و (v) هي السرعة الطرفية للدورة.

هذه الطريقة بسيطة نسبيًا ويمكن استخدامها لمجموعة واسعة من اللزوجة. ومع ذلك ، فإنه يتأثر أيضًا بالسلوك غير النيوتوني للسائل ، وقد تكون النتائج غير دقيقة إذا لم يتم التحكم في معدل القص حول المجال.

الإجراء لقياس لزوجة حل GPAC

بغض النظر عن طريقة القياس ، هناك بعض الخطوات العامة التي يجب متابعتها عند قياس لزوجة حلول GPAC.

تحضير العينة

أولاً ، قم بإعداد محلول GPAC مع التركيز المطلوب. وزن بدقة الكمية المطلوبة من GPAC وأضفها إلى حجم معروف من الماء أو المذيبات الأخرى. حرك المحلول بلطف لضمان تشتت موحد لجزيئات GPAC. من المهم أن ندع الحل يقف لفترة كافية للسماح بالترطيب الكامل لجزيئات GPAC.

التحكم في درجة الحرارة

الحفاظ على درجة حرارة ثابتة أثناء قياس اللزوجة. كما ذكرنا سابقًا ، يكون لدرجة الحرارة تأثير كبير على لزوجة حلول GPAC. تم تجهيز معظم أجهزة اللزوجة بأنظمة التحكم في درجة الحرارة ، مثل سترات المياه ، للحفاظ على العينة في درجة حرارة مطلوبة.

القياس وتحليل البيانات

بعد تحضير العينة وتستقر درجة الحرارة ، قم بإجراء قياس اللزوجة باستخدام الطريقة المختارة. خذ قياسات متعددة لضمان دقة وتكرار النتائج. قم بتحليل البيانات وحساب اللزوجة وفقًا للصيغة ذات الصلة أو معادلة معايرة لزوجة اللزوجة.

أهمية قياس لزوجة دقيقة

يعد قياس اللزوجة الدقيق لحلول GPAC أمرًا بالغ الأهمية لعدة أسباب. في صناعة حفر النفط ، يتم استخدام GPAC كمضاف سائل الحفر للتحكم في اللزوجة والخصائص الريولوجية لطين الحفر. اللزوجة المناسبة لطين الحفر ضرورية للحفر الفعالة ، واستقرار حفرة البئر ، ونقل القطع.

في الصناعات الغذائية والصيدلانية ، يتم استخدام GPAC كعامل سماكة أو تثبيت أو مستحلب. تؤثر لزوجة المنتج النهائي على نسيجه ومظهره ومظهره - الحياة. لذلك ، يعد قياس اللزوجة الدقيق ضروريًا لضمان جودة واتساق المنتجات.

خاتمة

يعد قياس لزوجة حلول السليلوز متعدد السليلوز الحبيبية مهمة مهمة تتطلب دراسة متأنية للعوامل التي تؤثر على اللزوجة واختيار طرق القياس المناسبة. تعد قياس اللزوجة الشعرية ، وقياس اللزوجة الدورانية ، وسقوط اللزوجة ، كلها طرقًا قابلة للحياة ، ولكل منها مزاياها وقيودها.

كمورد موثوق به من السليلوز متعدد الحبيبات ، نحن ملتزمون بتوفير منتجات عالية الجودة ودعم فني. إذا كنت مهتمًا فيسريع التشتت السليلوز السليلوز باك LVأوسريع التشتت السليلوز pac hvالمنتجات ، أو إذا كان لديك أي أسئلة حول قياس اللزوجة أو جوانب أخرى من GPAC ، فلا تتردد في الاتصال بنا لمزيد من المناقشة والتفاوض على المشتريات.

مراجع

• Barnes ، HA ، Hutton ، JF ، & Walters ، K. (1989). مقدمة إلى ريولوجيا. العلم إلسفير.
• Bird ، RB ، Armstrong ، RC ، & Hassager ، O. (1987). ديناميات السوائل البوليمرية: المجلد 1 ، ميكانيكا السوائل. Wiley - Interscience.
• ASTM International. (2019). طرق الاختبار القياسية لزوجة السوائل الشفافة والمعممة (طريقة بروكفيلد). ASTM D2983 - 19.