점도에 영향을 주는 요인 및 측정방법

1. 점도에 영향을 주는 요인

1) 온도

• 유체의 점도는 특히 온도에 의한 영향을 강하게 받는다.
• 일반적으로 액체는 온도가 저하함에 따라 점도가 증가한다.

2) 유체 (액체)의 농도

• 고분자 응집제나 글리세린 등은 농도에 따라 현저히 점도가 다르다.
• 고분자 응집제에는, 농도로는 불과 1%의 차이가 500~1000cp의 점도 차이를 생기게 하는 것이 있다.

3) 압력

• 유체의 점도는 압력이 증대함과 함께 증가한다.
• 그러나 대기압 부근에서는 1기압의 압력이 증가하는데 따른 점도의 변화율이 0.1% ~ 0.3% 정도이므로 무시해도 관계없다.

4) 고점도액에 의한 마찰저항

• 고점도액을 배관 안으로 통과시키면 관벽과 액체와으이 사이에 마찰에 의한 힘이 작용한다. 결국 액체를 배관 밖으로 밀어내기 위해서는 이 마찰력 이상의 힘을 가해야 한다는 것이다. 이 때의 마찰에 의한 힘을 마찰 저항이라고 한다.
• 힘을 면적으로 나눈 것이 압력이므로 마찰저항이 클수록 펌프에 작용하는 압력이 높아진다.
• 마찰저항은 액체의 점도가 높을수록 또 배관이 가늘고 길수록 크게된다.

 

2. 점도계 (Viscometer) : 유체의 점도 (점성률)을 측정하는 장치.

1) 우베로우데형 점도계 (Ubelohde Viscometer)

• 이 점도계로 측정을 할 경우, 액체의 양이 반드시 일정하지 않아도 된다.
• 온도에 의한 용액이 비중의 변화나 모세관이 비스듬히 되어 생기는 오차가 작은 것이 특징이다.

2) 브룩필드형 점도계 (Brookfield Viscometer : 회전형 점도계)

• 브룩필드형 점도계는 회전형 점도계로서 시료 속에 담긴 스핀들을 일정한 속도로 회전시킬 때 발생하는 토크를 측정하여 점도 값으로 환산시킨다.
• 이 점도계의 장점은 스핀들이 회전하여 연속적으로 점도를 측정하므로 장시간에 걸쳐 측정하거나 시간에 따라 점도가 변화는 물질의 점도 측정에 유용하다.
• 시료 용액의 shear rate ( rotation of spindle, rpm)를 일정하게 유지시킬 수 있으므로 뉴튼 유체와 비뉴튼 유체의 측정에 모두 용이하다.
• 스핀들의 회전속도를 변겨시켜줄 수 있으므로 비뉴튼 유체의 경우 Shear rate의 변화에 따른 점도 값의 변화를 측정 할 수 있다.

 

3. 제 1법 : 운동점도 측정하는 방법 (뉴튼 유체의 점도 측정법)

1) 물을 이용하여 점도계의 상수(K)를 구한다.

• 우베로우데형 점도계의 두 눈금사이를 물이 지나가는데 걸리는 시간(t) 3회 측정하여 평균값을 구한다.
• 점도계의 K값을 계산하여 구한다.

2) 시료의 운동 점도를 구한다.

• 우베로우데형 점도계의 두 눈금사이를 시료가 지나가는데 걸리는 시간(t) 3회 측정하여 평균값을 구한다.
• 시료의 동점도( v ) 를 계산하여 구한다.

 

4. 제2법 : 절대점도 측정 (비뉴튼 유체의 점도 측정법)

1) 시료의 온도를 측정한다.
2) 시료의 점도 측정에 알맞은 spindle을 결정하고 RPM을 결정한다.

• 점도가 높은 경우 : 로우더의 호수 높은 것 선택.
• 점도가 낮은 경우 : 로우더의 호수 낮은 것 선택.
• RPM : 눈금이 전체의 중앙에 위치하도록 조절.

3) 결정된 조건에서 점도를 1분간 3회 측정하여 평균값응ㄹ 구한다.
4) 시료의 측정값의 평균값을 구하고 환산 정수를 곱하여 절대점도를 구한다.

환산 정수표
로우더의 종류	회전수 60	회전수 30	회전수 12	회전수 6
아답터	0.1	0.2	0.5	1.0
1호	1	2	5	10
2호	5	10	25	50
3호	20	40	100	200
4호	100	200	500	1000

• 눈금 읽은 값 X facetor (환산정수) = 절대 점도
• 절대 점도 단위 : cps (센티포아스)

5) RPM을 변화시켜 측정해본다.