Was ist ein Kapillarviskosimeter?

Ein Kapillarviskosimeter ist ein Instrument, mit dem die Viskosität oder Dicke einer Flüssigkeit gemessen wird, indem gemessen wird, wie lange es dauert, bis die Flüssigkeit durch ein Rohr oder eine Kapillare mit kleinem Durchmesser fließt. Die Durchfluss- oder Ausflusszeit ist direkt proportional zur kinematischen Viskosität der Flüssigkeit und kann unter Verwendung eines Umrechnungsfaktors, der für jedes Instrument einzigartig ist, direkt in die Viskosität umgewandelt werden. Die Viskosität ist im Allgemeinen temperaturabhängig, daher wird das Kapillarviskosimeter normalerweise in einem Wasserbad mit kontrollierter Temperatur verwendet, das auf eine bestimmte Temperatur eingestellt ist.

Die Viskosität kann als die innere Reibung einer Flüssigkeit oder ihre Tendenz, dem Fließen zu widerstehen, betrachtet werden. Die Viskosität ist somit eine wichtige Eigenschaft von Flüssigkeiten. Es ist von kritischer Bedeutung in Schmiermitteln, Farben, Getränken und in jedem Fall, wo eine Flüssigkeit übertragen, gerührt oder manipuliert werden muss.

Ein Kapillarviskosimeter kann verschiedene Ausführungen haben, am gebräuchlichsten ist jedoch das U-förmige oder Ostwald-Viskosimeter, für das die Cannon-Fenske- und Ubbelohde-Typen typisch sind. Ein Cannon-Fenske-Kapillarviskosimeter ist ein U-förmiges Stück Glasrohr, das zwei Glaskolben oder -kammern an einem Arm trägt, die durch ein kalibriertes Stück Kapillarrohr getrennt sind. Am anderen Arm befindet sich eine weitere Glühbirne, auf die die Probe geladen wird. Die Probe und das Kapillarviskosimeter werden dann in ein Wasserbad mit fester Temperatur gehängt und zum thermischen Gleichgewicht gebracht.

Sobald das thermische Gleichgewicht erreicht ist, wird die Probe in die obere Kammer gezogen und der Test beginnt. Man lässt die Testprobe von der oberen Kammer zur unteren durch die Kapillare fließen, und die Ausflusszeit oder Zeit, die zum Durchqueren der Länge der Kapillare benötigt wird, wird gemessen. Kapillarviskosimeter verfügen über einen vom Hersteller bereitgestellten Umrechnungsfaktor, der die Berechnung der kinematischen Viskosität direkt aus der Auslaufzeit ermöglicht.

Für hochviskose Flüssigkeiten können Lösungen dieser Substanzen in einem geeigneten Lösungsmittel verwendet und Messungen der Viskositäten der Lösungen bei verschiedenen Konzentrationen bestimmt werden. Die Konstruktion eines Diagramms, das die prozentuale Konzentration gegen die Viskosität aufträgt, ermöglicht es, die Viskosität der reinen Flüssigkeit zu finden, indem das Diagramm auf eine Lösungsmittelkonzentration von Null extrapoliert wird.

Im System von Standard International (SI) wird die Viskosität in Einheiten von Pa*s oder Pascalsekunden gemessen. Dies ist jedoch für die meisten Flüssigkeiten ziemlich hoch, und es ist üblicher, Viskositäten in Einheiten von mPa*s oder Millipascal*Sekunde zu messen, was ein Tausendstel einer Pascal*Sekunde ist. Im cgs-System, das immer noch von der American Society of Testing and Materials verwendet wird, ist die Einheit der Viskosität das Poise oder häufiger Centipoise (cP), das ein Hundertstel eines Poise ist. Sowohl das SI-System als auch das cgs-System basieren auf dem metrischen System, sodass die Umrechnung zwischen ihnen einfach ist und 1 cP gleich 1 mPa*s ist.