Вязкость является важным свойством жидкостей, которое описывает устойчивость жидкости к растеканию; оно связано с внутренним трением в жидкости. Наиболее распространенным видом текучести является сдвиговый поток, при котором слои жидкости движутся относительно друг друга под действием силы сдвига. Эта внешняя сила принимает вид напряжения сдвига, которое определяется как сила, действующая на единицу площади жидкости, и позволяет получить градиент скорости по толщине образца, называемый скоростью сдвига. Вязкость сдвига или динамическая вязкость, связанная с этим процессом, определяется отношением напряжения сдвига к скорости сдвига, как показано ниже.

Неньютоновские жидкости

Многие простые жидкости классифицируются как ньютоновские, это означает, что их вязкость не зависит от величины приложенного сдвига. Примерами могут быть вода и простые углеводороды. По мере увеличения сложности жидкости, например, путем добавления пузырьков, капель, частиц или полимеров, жидкости могут демонстрировать более сложное поведение и проявлять неньютоновский отклик, где вязкость зависит от величины приложенного сдвига. Такие типы жидкостей обычно называют структурированными или сложными жидкостями, их поведение лучше описать с помощью реометра, который может измерять вязкости в более широком диапазоне скоростей сдвига, напряжения сдвига и температуры, чем простой вискозиметр.

Такое неньютоновское поведение распространено для многих промышленных и коммерческих продуктов, включая зубную пасту, майонез, краски, косметические средства и цементы, которые обычно являются жидкостями, разжижающимися при сдвиге, где вязкость уменьшается с увеличением скорости сдвига, хотя в некоторых очень структурированных жидкостях может возникать загустение при сдвиге. 

Применение вязкости 

Для большинства продуктов вязкость должна быть высокой при низких скоростях сдвига, чтобы предотвратить образование осадка или оседание, но уменьшаться при более высоких скоростях сдвига, чтобы облегчить нанесение или обработку. Следовательно, одного измерения вязкости недостаточно для описания вязкости таких материалов, и вязкость следует измерять в диапазоне скоростей сдвига или напряжений или, по меньшей мере, при скорости сдвига, соответствующей процессу или желаемому применению. Кроме того, неньютоновские жидкости могут быть связаны и с другими свойствами, такими как предел текучести, тиксотропность и вязкоупругость, которые могут оказывать существенное влияние на поведение материала и характеристики продукта.


Другими параметрами вязкости, которые применимы к дисперсиям, являются относительная, удельная и характеристическая вязкость, которые позволяют оценить вклад растворенной или дисперсной фаз в вязкость раствора или дисперсии. Эти параметры проще всего определить с использованием дифференциального вискозиметра, такого как используемый в системе гель-проникающей хроматографии (GPC) OMNISEC.

Несмотря на то, что часто простых вискозиметров бывает достаточно для описания характеристик ньютоновских жидкостей в узком диапазоне или скоростях сдвига, для неньютоновских жидкостей и для тех применений, где необходимо оценивать расширенный диапазон скорости сдвига, необходимы усовершенствованные вискозиметры и реометры. Чтобы обеспечить соответствие этим требованиям, Malvern Panalytical предлагает ряд улучшенных вискозиметров и реометров, которые могут быть использованы для:

  • Определение профиля вязкости неньютоновских жидкостей с зависимостью от сдвига для моделирования условий технологических процессов или использования.
  • Идентификация вязкоупругости материалов для определения степени твердо- или жидкоподобного поведения.
  • Оптимизация и оценка стабильности дисперсии.
  • Определение тиксотропии красок и покрытий для обеспечения качества нанесения и окончательного покрытия.
  • Влияние молекулярной структуры полимеров на вязкоупругость в приложениях переработки и конечного использования.
  • Сравнительный анализ продуктов питания и личной гигиены по пригодности к перекачиванию или растеканию.
  • Полная характеристика отверждаемости связующих и гелеобразующих систем.
  • Скрининг субстанций-кандидатов для лекарственных средств, в особенности для биофармацевтической отрасли.