Q&A丨同樣的樣品，為什么測得的粘度不一樣？

問題Q

使用粘度計的時候，很多用戶（尤其是初次使用粘度計的用戶）往往會遇到類似的困擾，即：同樣的樣品，為什么往往測得的粘度值不一樣？有的時候，這個差異還非常之大。

建議A

要解決這個困擾，須從流體（樣品）本身的流變特性和粘度測量方法兩個方面的知識點去了解或掌握。
 

1、樣品的流變特性

首先，我們要了解流體分為牛頓流體和非牛頓流體。任一點上的剪應力都同剪切變形速率呈線性函數關系的流體稱為牛頓流體。簡單地說，牛頓流體是指粘度值不隨剪切率（轉速）的變化，而保持恒定的流體。比如我們作為校驗校準用的標準油即為牛頓流體。

實際上，我們生產和生活中多接觸的樣品絕大多數都是非牛頓流體（粘度會隨剪切率或轉速的改變而變化）。非牛頓流體樣品的流變特性非常復雜，但基本都會隨剪切率（轉速）、溫度而改變，有些流體樣品還和剪切時間相關。
 

2、常規粘度測量方法

其次，我們要了解標準型粘度計的粘度測量（測量系統無法精確計算或剪切率，一般泛指LV機型標配的4根轉子，以及RV/HA/HB機型標配的6根轉子），是一種相對的測量方法。同一個（或同一類）樣品，如果使用不同的量程機型、或者使用同一機型但不同的測量方法（轉子、轉速、溫度、讀數時間等）進行測量，則彼此之間所測得的粘度結果則都可能會有很大的不同和差異性。

就旋轉粘度計而言，轉子旋轉時所感受到流體對之的阻力，即為該流體的粘度表征。通常而言，粘度是會變的，粘度測量是一種相對測量！

流體在不同條件（剪切率、剪切應力、溫度、時間等）下，所變化的各個粘度點連在一起，即為流變曲線。某種意義上說，粘度是點，流變是線。

因此，如果要對同一個（或同一類）樣品的粘度測量數據進行比較，不管您是自己的內部比較還是和第三方（客戶、供應商或同行）進行數據對比，請務必使用相同量程的粘度計機型（LV、RV、HA、HB等）以及相同的測量方法（包含轉子型號、轉速、測試溫度、測試或讀數時間等）；否則，同一樣品的測試結果很可能會有很大的差異。

3、進階版粘度測量

常規的粘度測量（標準型粘度計+標配轉子），往往無法滿足用戶的進階版粘度測量需求。此時，需要配置可以精確計算或控制剪切率的機型或測試附件。

（1）、可以精確計算剪切率的附件，如：小量樣品適配器SSA、超低粘度適配器ULA、DIN適配器等；

（2）、可以精確計算剪切率的機型，如：DVNext CP流變儀、CAP2000+錐板粘度計等；

（3）、可以控制剪切率和剪切應力的機型，如：RST系列流變儀、RSO震蕩流變儀等；

（4）、可以在剪切率下實時精確測量粘度的在線粘度計，如：TT-100旋轉式在線粘度計。
 

小量樣品適配器SSA


超低粘度適配器ULA


DVNext CP流變儀


CAP2000+錐板粘度計


RST-CPS流變儀


RSO震蕩流變儀


 

TT-100在線粘度計