Огромное практическое значение измерений вязкости различных растворителей, уксусной кислоты и других веществ с целью контроля технологических процессов обусловило разнообразие экспериментальных методов определения вязкости.
Все методы можно разделить на условные и абсолютные. Метод определения условной вязкости является экспресс-методом, часто используемым на практике. Он основан на измерении продолжительности истечения известного объема жидкости из капилляра или воронки с отверстием определенного диаметра. Вязкость растворителя по этому методу измеряется в секундах.
Для этого используют вискозиметр ВЗ-246 со съемными соплами диаметром 2,4 и 6 мм с термостатированным измерительным узлом. За рубежом применяются аналогичные вискозиметры марок «Форд-3», «Форд-4» (Англия, США), ДИН-4 (ФРГ) и др.
Следует отметить, что описанный метод применим для исследования ньютоновских систем; при использовании его для структурированных систем получаемые результаты имеют плохую сходимость.
Методы измерения абсолютной вязкости очень разнообразны, что определяется использованием приборов с рабочими узлами различной геометрической формы и различными схемами создания потока и измерения его характеристик. Конкретные границы возможностей тех или иных экспериментальных методов зависят от конструктивного оформления прибора.
Метод определения вязкости с помощью капиллярного вискозиметра. В настоящее время в капиллярной вискозиметрии используют различные приборы для исследования в лабораторной практике и на производстве. К последним относятся грузовые и рычажные вискозиметры для определения вязкостных характеристик термопластов, вискозиметры для определения индекса расплава и др.
Для определения вязкости расплава термопластов применяется вискозиметр МВ-2. Образец, помещенный в резервуар прибора цилиндрической формы, под действием груза продавливается через капилляр определенного диаметра.
Объемный расход материала определяется с помощью индикаторной головки часового типа, которая упирается в верхнюю часть поршня, давящего на образец. Скорость хода поршня измеряется по шкале индикатора и времени.
Для определения абсолютной вязкости разбавленных растворов полимеров и олигомеров и низкомолекулярных жидкостей большое распространение получили стеклянные вискозиметры Оствальда и Убеллоде; последний выпускается под названием ВПЖ. На вискозиметрах такого типа можно определять вязкость до 1-102 мПа-с. Для измерения абсолютной вязкости на вискозиметрах этого типа определяют продолжительность прохождения определенного объема жидкости между двумя метками. Полагают, что вязкость пропорциональна плотности жидкости и продолжительности истечения то калиброванного объема жидкости.
Традиционным методом определения вязкости различных жидких систем, включая уксусную кислоту и многокомпонентные растворители, является метод падающего шарика. При движении тела в вязкой жидкости сопротивление его перемещению зависит от ее вязкости.
Для определения вязкости жидкости по скорости движения в ней твердого тела используют приборы, в которых шарик падает в вертикальной плоскости. Как правило, измерение вязкости методом падающего шарика проводят при небольших скоростях его движения, т. е. при низких значениях числа Рейнольдса. Этот метод рекомендуется применять только для оценки вязкости ньютоновских жидкостей.
Для определения вязкости высоковязких систем применяются пластометры - приборы, различающиеся по конструкции и принципу действия. Среди пластометров можно выделить три основных типа: сдвиговые, сжимающие и пластометры с телескопическим сдвигом. Наиболее широкое применение из сдвиговых пластометров имеют пластометры с плоскопараллельными пластинами, между которыми помещается образец; одна пластина закреплена неподвижно, другая движется с постоянной скоростью.
На пластометрах этого типа можно проводить исследования при Р = const и е = const. Кроме того, они могут быть использованы для исследования высоковязких жидкостей при очень малых скоростях деформаций, т. е. для определения начальной вязкости без разрушения структуры вещества.
Принцип действия сжимающих пластометров состоит в том, что исследуемый образец помещается между двумя плоскопараллельными пластинками, обычно имеющими форму дисков, и сдавливается под действием внешнего усилия F.
