점도는 유체의 흐름 저항을 나타내며 유체 내의 내부 마찰과 관련이 있는 유체의 중요한 특성입니다. 가장 일반적인 유형의 흐름 거동은 전단력 (전단력)에 따라 유체 층이 서로 상대적으로 움직이는 전단 흐름입니다 이 외력은 유체의 단위 면적에 작용하는 힘으로 정의되는 전단 응력의 형태를 띠며, 전단 속도라고 불리는 시료의 두께에 걸친 속도 구배를 발생시킵니다. 이 과정과 관련된 전단 점도 또는 동적 점도는 아래 그림에 보이는 바와 같이 전단 속도에 대한 전단 응력의 비율로 표시됩니다.

비뉴턴성 유체

대부분의 단순 유체는 그 점도가 적용되는 전단의 양과 무관한 뉴턴성 유체로 분류됩니다. 그러한 예로 물과 단순 탄화수소를 들 수 있습니다. 예를 들어 거품, 액적, 입자 또는 고분자의 혼입에 따라 유체의 복잡성이 증가하면, 유체는 보다 복잡한 거동을 취할 수 있으며 비뉴턴성 반응을 보일 수 있습니다. 이 경우 점도는 적용되는 전단의 양에 따라 달라집니다. 일반적으로 이러한 유형의 유체를 구조적 유체 또는 복합 유체라고 하며, 단순 점도계보다 다양한 전단 속도, 전단 응력, 온도 범위에서 다양한 점도를 측정할 수 있는 레오미터를 사용해야 그 거동을 제대로 파악할 수 있습니다.

그러한 비뉴턴성 거동은 치약, 마요네즈, 페인트, 화장품, 시멘트를 포함한 많은 산업 및 상용 제품에서 흔히 나타납니다. 대체로 이러한 유체는 전단 속도가 증가함에 따라 점도가 감소하는 전단 담화(shear thinning) 유체이지만, 일부 매우 구조적인 유체에서는 전단 농화(shear thickening)가 발생합니다. 

점도 응용 분야 

대부분 제품의 경우, 침강 또는 꺼짐을 방지하기 위해 낮은 전단 속도에서 높은 점도가 요구되지만, 적용 또는 가공을 쉽게하게 하기 위해 높은 전단 속도에서는 담화가 요구됩니다. 따라서, 일회의 점도 측정은 그러한 물질의 점도를 기술하기에 불충분하며, 다양한 전단 속도 또는 응력에 걸쳐, 또는 적어도 관심 대상 공정 또는 적용 분야와 관련이 있는 전단 속도에서 점도를 측정해야 합니다. 또한, 비뉴턴성 유체는 물질의 거동과 제품 성능에 큰 영향을 미칠 수 있는 항복 응력, 틱소트로피(Thixotropy), 점탄성과 같은 다른 현상을 보일 수 있습니다.


분산과 관련이 있는 다른 점도 매개 변수는 상대 점도, 특이 점도 및 고유 점도입니다. 이들은 용액의 점도 또는 분산에 대한 용질 또는 분산상의 기여도에 대한 척도가 될 수 있습니다. 이러한 매개 변수는 OMNISEC 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 시스템에서 사용되는 것과 같은 감별 점도계를 사용하여 가장 손쉽게 측정할 수 있습니다.

좁은 범위 또는 전단 속도에서 뉴턴성 액체의 성능을 기술하는 데에는 단순 점도계로 충분한 경우가 많지만, 비뉴턴성 유체의 경우와 확장된 전단 속도 범위를 평가할 필요가 있는 응용 분야에서는 더 발전된 점도계와 레오미터가 필요합니다. Malvern Panalytical은 이러한 요건을 충족하기 위해 다음 목적으로 사용할 수 있는 다양한 고급 점도계와 레오미터를 제공합니다.

  • 비뉴턴성 전단 의존적 유체의 점도 프로파일링 - 가공 및 사용 조건 시뮬레이션
  • 물질의 점탄성 측정 - 고체적 또는 액체적 거동 정도 분석
  • 분산 안정성 최적화 및 평가
  • 페인트 및 코팅의 틱소트로피(Thixotropy) 측정 - 제품 응용분야 및 최종 마감 품질
  • 점탄성에서 고분자의 분자 구조가 미치는 영향 - 가공 및 최종 성능
  • 식품 및 개인용품의 벤치마킹 - 펌프 또는 확산 기능
  • 전체 경화 프로파일링 - 결합 또는 겔화 시스템
  • 치료제, 특히 바이오의약품의 제형화 전 스크리닝