某油墨行業的客戶反映,用粘度計測試樣品的粘度時,測試結果顯示兩樣品的粘度相差不大,但實際在生產工藝上使用時,噴涂量就差別很大,是粘度測試不準?還是樣品發生了變化?
1.原因解析
針對以上問題,我們要引入兩個概念:牛頓流體和非牛頓流體。牛頓流體不受剪切率(與轉速有關)的改變而改變,而非牛頓流體就比較復雜,不同的剪切率下有不同的粘度值,甚至還與測試(剪切)的時長有關,而恰恰絕大多數流體都屬于非牛頓流體。
基于以上的理論,客戶的問題就不難解釋了。油墨屬于非牛頓流體,在不同的轉速下會表現出不同的粘度,在客戶描述中,粘度的測試均采用單點測試,即單一轉速下的粘度測試。此時可能兩個不同樣品的粘度相差不大,但在實際應用上,噴頭的剪切率與測試時粘度計采用的剪切率并不一致(往往相差還很大),兩個樣品粘度發生了不同步的變化,導致最終噴涂效果的差異巨大。
2.應用建議
采用博勒飛粘度計LVDVNX、SSA、Rheocalc T、TC550MX溫控系統,對不同的樣品做不同轉速下的流變曲線,找到對應工藝上的粘度點,從而預測哪些油墨符合粘度使用標準,哪些油墨不符合。
3.具體操作:使用博勒飛LVDVNX粘度計主機,配合軟件 Rheocalc T和SSA適配器、TC550MX溫控系統。
(1)設置恒溫40℃,編輯程序從5RPM開始測試,間隔10S采集一個數據,運行60S;
(2)設置在前一個步驟增加5RPM,間隔10S采集一個數據,運行60S;
(3)設置一個循環節,第二步到第二步,循環10次(具體次數可根據實際需求調節)。
測試結果:
由圖可知,Y1和Y2樣品在30~45RPM的條件下粘度非常接近,但在低于一定轉速和高轉速的條件下粘度值則差異較大。若工藝上對應的轉速很低或者很高,品控標準就不能用30~45RPM的轉速下來測定粘度評定材料是否合格。
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