BYK Rheometrie- und Messgeräte

3. Rheometrie und Messgeräte

Rheometrie und Messgeräte

Zur messtechnischen Charakterisierung des Fließverhaltens von Materialien werden abhängig vom Preis, der erforderlichen Messwertgenauigkeit und der Anwendung unterschiedliche Messgeräte angeboten.

Für die Auswahl des geeigneten Messgerätes ist es entscheidend, unter welcher Belastung (Scherbereich) das Fließen eines Materials charakterisiert werden soll. Eine weit verbreitete Bewertung der Verarbeitungsviskosität erfolgt zum Beispiel mit Hilfe eines Auslaufbechers, bei dem die Zeit bestimmt wird, in der eine niedrigviskose, newtonsche Flüssigkeit unter definierten Bedingungen ausläuft. Hierzu werden Auslaufbecher mit unterschiedlicher Geometrie angeboten.

Rotationsviskosimeter (umgangssprachlich auch „Brookfield“ genannt) werden häufig für eine genauere Charakterisierung eingesetzt, da sie bei einem geringen Anschaffungspreis die Viskositätsmessung in einem breiteren Scherbereich ermöglichen. Dazu wird mit unterschiedlichen Spindeln bei verschiedenen Drehzahlen gemessen. Generell erlauben diese Viskosimeter eher Messungen im niedrigen Scherbereich.

Stormer-Viskosimeter basieren auf einem ähnlichen Messprinzip. Hier werden mittels eines Flügelrührers bei einer Drehzahl von 200 UpM die sogenannten KU-Werte (Krebs Units) gemessen, die ein Maß für die Verarbeitungsviskosität sind. Diese Viskosimeter ermöglichen eine Aussage über das Verhalten des Materials im mittleren Scherbereich.

Kegel-Platte-Viskosimeter zeichnen sich dadurch aus, dass mit einem definierten Messspalt bei verschiedenen Schergeschwindigkeiten gemessen werden kann. Durch die Verwendung genormter Kegel wird es möglich, anhand der ermittelten Messwerte die Viskosität genau zu berechnen. Überwiegend wird das Kegel-Platte-Viskosimeter zur Bestimmung der sogenannten „High-ShearViskosität“ (ICI-Wert) verwendet, um das Streichverhalten einer Farbe zu bestimmen. Dies geschieht bei einer Schergeschwindigkeit von =10.000 s^-1 , also im hohen Scherbereich. Häufig werden die Geräte daher auch als „ICI-Viskosimeter“ bezeichnet.

Rheometer ermöglichen die genaueste Charakterisierung des Fließverhaltens von Stoffen. Die technisch sehr anspruchsvollen Geräte ermöglichen es, eine Vielzahl unterschiedlichster Parameter vorzugeben und das Material anhand unterschiedlichster Messprofile zu bewerten. Typische Messungen erfolgen unter Vorgabe der Scherrate oder der Schubspannung. Ein weiterer Vorteil von Rheometern ist die Möglichkeit, durch Oszillationsmessungen auch die viskoelastischen Eigenschaften (G' und G'') zu bestimmen. Nachteile sind die höheren Anschaffungskosten und die infolge der hohen Empfindlichkeit erforderliche stationäre Aufstellung.