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La misurazione della viscosità è parte integrante del controllo qualità in molti settori, tra cui quelli petrolifero e dei polimeri, nonché farmaceutico e della lavorazione alimentare. Tuttavia, i viscosimetri non sono tutti uguali. Due dei tipi più comuni sono: il viscosimetro cinematico e quello dinamico (detto anche assoluto). Conoscere le differenze tra questi due strumenti è essenziale quando si sceglie un apparecchio per una specifica applicazione, per garantire che i risultati ottenuti siano adeguati allo scopo e che vengano rispettati gli standard di settore. Di seguito le principali differenze.
1. Definizione e principi di misurazione
I viscometri cinematici misurano la resistenza di un fluido al flusso quando la forza è dovuta alla gravità e determinano la viscosità cinematica. La viscosità cinematica di un fluido è il rapporto tra viscosità dinamica e densità. I viscometri cinematici più comuni sono di tipo capillare (ad esempio Ubbelohde e Cannon Fenske), nei quali si misura il tempo necessario affinché un volume noto di liquido scorra attraverso un capillare tarato sotto l’azione della gravità; i risultati sono espressi in centistokes (cSt) o mm²/s.
I viscometri dinamici (assoluti) misurano la resistenza di un fluido al flusso quando viene applicata una forza diversa dalla gravità. Misurano direttamente la viscosità dinamica (detta anche viscosità assoluta), che rappresenta la resistenza interna di un fluido al flusso sotto l’azione di una forza esterna, indipendentemente dalla sua densità. I tipi più diffusi sono: viscometri rotazionali, a sfera cadente e a pistone oscillante; i risultati sono espressi in centipoise (cP) o millipascalsecondi (mPa·s).
2. Applicazioni tipiche e settori industriali
I viscosimetri cinematici sono particolarmente adatti per prove eseguite su fluidi di tipo newtoniano, ovvero liquidi la cui viscosità non varia con il tasso di taglio. Le applicazioni tipiche includono:
Prodotti petroliferi (ad es. oli lubrificanti, carburanti e bitume)
Polimeri e resine
Vernici e rivestimenti
Oli alimentari e sciroppi
Molti standard internazionali, ad es. ASTM D445, utilizzano misurazioni cinematiche per i prodotti petroliferi. I viscosimetri automatizzati Zhongwang impiegati per misurare la viscosità di oli e polimeri soddisfano i requisiti di prova e garantiscono un’elevata precisione.
I viscosimetri dinamici sono utili per provare sia liquidi newtoniani che non newtoniani. Tra questi rientrano:
Adesivi, sigillanti e inchiostri da stampa
Prodotti farmaceutici (gel, creme, paste)
Prodotti cosmetici (ad es. lozioni e shampoo)
Fusioni e soluzioni polimeriche
Prodotti alimentari (ad es. ketchup, yogurt, cioccolato)
3. Strumentazione e automazione
I viscosimetri cinetici tradizionali sono spesso manuali e richiedono che l’operatore arresti un cronometro quando il liquido supera un segno; inoltre, richiedono una successiva pulizia della vetreria tra un test e l’altro. I sistemi manuali possono essere laboriosi e soggetti a errori umani. I moderni viscosimetri cinetici automatizzati, disponibili da Zhongwang, misurano i tempi di flusso mediante un sensore ottico, con un bagno termostatato a temperatura costante e un sistema informatico che avvia e arresta automaticamente la misurazione. Ciò elimina la soggettività e la variabilità tipiche delle misurazioni effettuate con viscosimetri cinetici manuali. Dispongono di più canali di prova per l’operazione simultanea su diversi campioni.
I viscosimetri dinamici vanno da semplici strumenti portatili a strumenti rotazionali automatizzati, con velocità di taglio regolabili e dotati di unità di controllo della temperatura costante. I viscosimetri dinamici completamente automatizzati sono in grado di caratterizzare il campione su una vasta gamma di velocità di taglio, ad esempio per determinare le curve di flusso e la tensione di snervamento. Le soluzioni per la gestione dei liquidi e per il controllo della temperatura costante di Zhongwang sono molto utili per i viscosimetri dinamici, poiché garantiscono una preparazione accurata del campione.
4. Scelta del viscosimetro più adatto al proprio laboratorio
Il tipo di viscosimetro necessario dipende dal tipo di fluidi da analizzare e dai risultati richiesti.
Si dovrebbe prendere in considerazione l’uso di un viscosimetro cinetico se:
Si analizzano fluidi newtoniani, come oli, polimeri o carburanti
Gli standard di settore (ad es. ASTM, ISO) prevedono misurazioni della viscosità cinetica
Si desidera un test semplice, altamente riproducibile e conveniente
Si richiedono prove altamente automatizzate.
Dovresti prendere in considerazione l’uso di un viscosimetro dinamico se:
Stai analizzando fluidi di tipo non newtoniano
Desideri conoscere la viscosità a diverse velocità di taglio
Devi misurare campioni come gel, paste e materiali spessi
Vuoi eseguire una caratterizzazione più approfondita della reologia del campione, oltre alla semplice viscosità.
Sintesi
I viscosimetri cinematici utilizzano misurazioni del flusso guidato dalla forza di gravità e sono adatti per fluidi newtoniani, come oli e polimeri. I viscosimetri dinamici utilizzano misurazioni basate su forza e sono applicabili sia a campioni newtoniani che non newtoniani. La scelta di un viscosimetro adeguato è fondamentale per effettuare correttamente misurazioni in laboratorio e controlli di qualità, nonché per garantire la conformità agli standard. I viscosimetri automatizzati di Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. sono progettati per supportarvi, sia che stiate eseguendo prove che richiedono la misurazione della viscosità di oli e polimeri secondo principi cinematici, sia altre misurazioni della viscosità di fluidi mediante tecniche dinamiche, integrate da soluzioni precise per la gestione dei liquidi, il riscaldamento, l’agitazione, il raffreddamento e il mantenimento di temperature costanti. Contattateci per scoprire di più su come le nostre soluzioni viscosimetriche possono migliorare il vostro laboratorio.