Historique du viscosimètre rotatif

Le viscosimètre rotatif numérique est utilisé pour mesurer la résistance à la viscosité des liquides et est largement utilisé pour déterminer la viscosité de divers fluides tels que la graisse, la peinture, le plastique, les aliments, les médicaments, les cosmétiques, les produits adhésifs, etc.

Avec le développement des sciences et l'amélioration de la production industrielle, la mesure de la viscosité des substances est devenue essentielle et permet de déterminer la viscosité et le comportement d'écoulement des polymères liquides. La plupart des polymères étant transformés et mis en forme dans des conditions d'écoulement visqueux, la maîtrise des règles de performance est cruciale pour la détermination de leur viscosité dans le processus de production.

Le viscosimètre existant comprend principalement plusieurs types : à tambour, à cône-plateau et à plateau parallèle.

Historique du viscosimètre rotatif

La méthode de mesure de la viscosité rotationnelle, mise au point par la famille américaine Brookfield, exploite la relation unique entre le cisaillement et la résistance entre le rotor et le fluide pour établir une nouvelle mesure de la viscosité. La famille Brookfield a conçu le premier instrument de mesure de viscosité dynamique au monde, portant son nom : Brinell, acronyme de Brookfield.

Depuis l'apparition du viscosimètre à cadran, après 75 ans d'évolution et d'amélioration, ses performances n'ont cessé de s'optimiser. Par la suite, les viscosimètres DV-I, DV-II et DV-III, apparus progressivement, ont permis des avancées considérables dans la mesure de la viscosité. Celle-ci ne se limite plus à la simple mesure de la viscosité, mais permet également d'évaluer d'autres propriétés des fluides, telles que la thixotropie.

Par la suite, le viscosimètre rotatif a fait son entrée sur le marché chinois et a joué un rôle important dans le développement de l'industrie des polymères de mon pays.

viscosimètre

viscosimètre à tambour

Comme son nom l'indique, l'appareil se présente sous la forme d'un cylindre à fond plat, centré sur un axe. Entre ce cylindre et la fente se trouvent deux fentes formées de surfaces parallèles, dans lesquelles est contenu le polymère liquide. Un variateur de vitesse à variation continue entraîne la rotation du cylindre. Ce dernier est suspendu à un dispositif de mesure de force par un ressort. Lors de la rotation du cylindre, le polymère liquide contenu dans la fente s'écoule par cisaillement, ce qui, grâce à la force du fluide, provoque la rotation du cylindre. Celle-ci s'arrête lorsque le couple appliqué au cylindre et la force du ressort atteignent l'angle de rotation θ. À l'équilibre, le cisaillement du liquide se stabilise, et le couple et la vitesse de rotation du cylindre permettent de calculer la somme des valeurs obtenues aux différentes positions de la soudure annulaire.

Viscosimètre à plaque vertébrale

La plaque vertébrale est composée d'une partie supérieure et d'une partie inférieure d'une plaque circulaire. Le centre de la plaque circulaire se situe sur le même axe. Le sommet du cône tend à entrer en contact avec la plaque d'origine. Le cône et la plaque circulaire sont tous deux rotatifs. La différence avec un viscosimètre à barillet réside dans le fait que le polymère fondu se trouve dans la fente formée par le cône et la plaque circulaire, selon un angle θ. La rotation de la plaque circulaire entraîne la rotation du cône grâce au liquide. À l'équilibre de cisaillement, le cône cesse de tourner après avoir atteint un certain angle.

viscosimètre à bille tombante

La méthode de la bille tombante est également utilisée pour mesurer la viscosité des polymères, mais elle est rarement employée pour mesurer la viscosité des polymères fondus. Son principal inconvénient réside dans la difficulté d'obtenir des données de base telles que la somme des viscosités. Lors du déplacement de la bille, les valeurs de η ne sont pas uniformes dans chaque partie du liquide, et le traitement des données s'avère complexe. Par conséquent, une analyse complète est difficile, et cette méthode n'est applicable qu'au taux de cisaillement maximal au voisinage de la bille, qui peut être estimé par la formule 3v/2R (où v est la vitesse de chute de la bille et R son rayon). Le taux de cisaillement dans les fluides corporels lors de la mesure est généralement inférieur à 0,01 s⁻¹, et les polymères fondus sont généralement considérés comme des liquides à ces taux.