Vad är en kapillärviskosimeter?

En kapillärviskosimeter är ett instrument som används för att mäta en vätskas viskositet eller tjocklek genom att mäta hur lång tid det tar för vätskan att strömma genom ett rör med liten diameter eller kapillär. Flödes- eller utflödestiden är direkt proportionell mot vätskans kinematiska viskositet och kan omvandlas direkt till viskositet genom att använda en omvandlingsfaktor som är unik för varje instrument. Viskositeten är i allmänhet temperaturberoende, så kapillärviskosimetern används vanligtvis i ett vattenbad med kontrollerad temperatur inställt på en specifik temperatur.

Viskositet kan ses som en vätskas inre friktion, eller dess tendens att motstå flytning. Viskositet är alltså en viktig egenskap hos vätskor. Det är av avgörande betydelse för smörjmedel, färger, drycker och i alla fall där en vätska måste överföras, röras om eller manipuleras.

En kapillärviskosimeter kan ha vilken som helst av flera utföranden, men vanligast är den U-formade eller Ostwald-viskosimetern, av vilka typerna Cannon-Fenske och Ubbelohde är typiska. En Cannon-Fenske kapillärviskosimeter är en U-formad bit av glasrör som bär två glaskolvar eller -kammare på en arm, åtskilda av en kalibrerad längd av kapillärslang. En annan glödlampa är låg på den andra armen, till vilken provet laddas. Provet och kapillärviskosimetern suspenderas sedan i ett vattenbad med fast temperatur och får komma till termisk jämvikt.

När termisk jämvikt har uppnåtts dras provet upp i den övre kammaren och testet börjar. Testprovet tillåts strömma från den övre kammaren till den nedre genom kapillären, och utflödestiden, eller tiden det tar att korsa kapillärens längd, mäts. Kapillärviskosimeter levereras med en omvandlingsfaktor som tillhandahålls av tillverkaren som möjliggör beräkning av den kinematiska viskositeten direkt från utflödestiden.

För vätskor med hög viskositet kan lösningar av dessa ämnen i lämpligt lösningsmedel användas och mätningar av lösningarnas viskositeter vid olika koncentrationer bestämmas. Konstruktion av en graf som plottar procent koncentration kontra viskositet gör att viskositeten för den rena vätskan kan hittas genom att extrapolera grafen till noll lösningsmedelskoncentration.

I Standard International (SI)-systemet mäts viskositeten i enheter av Pa*s, eller Pascal-sekunder. Detta är dock ganska högt för de flesta vätskor, och det är vanligare att mäta viskositeter i enheter av mPa*s, eller milli-Pascal*sekund, vilket är en tusendels Pascal*sekund. I cgs-systemet, som fortfarande används av American Society of Testing and Materials, är enheten för viskositet poise, eller vanligare, centipoise (cP), vilket är en hundradel av en poise. Både SI-systemet och cgs-systemet är baserade på det metriska systemet, så konverteringen mellan dem är enkel och 1 cP är lika med 1 mPa*s.