ISO 6388-1989 Surface active agents determination of flow properties using a rotational viscometer《表面活性剂 用旋转粘度计测定流动性》.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE ISO 6388 Deuxime dition 1989-l 1-15 Agents de surface - Dtermination des proprits dcoulement au moyen dun viscosimtre rotatif Surface active viscome ter agents - De termina tion of flo w properties using a rota tional Numro de rfrence ISO 6388 : 1989 (FI ISO 6388 : 1989 (FI Avan

2、t-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de fai

3、re partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO col- labore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale KEI) en ce qui concerne la normalisation lectro

4、technique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter- nationales par le Conseil de IISO. Les Normes internationales sont approuves confor- mment aux procdures de IISO qui requirent

5、 lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationa Agents de surface. le ISO 6388 a t labore par le comit technique ISO/TC 91, Cette deuxime dition annule et remplace la elle constitue une rvision mineure. premire dition US0 6388 : 1983), dont Lannexe A de dinformation.

6、 la prsente Norme internationale est donne uniquement titre ISO 1989 * Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans lacco

7、rd crit de lditeur. Organisation inter nationale de normalisation Case postale 56 l CH-121 1 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii ISO 6388 : 1989 IF) Introduction Pour la dtermination du comportement rhologique de lensemble des agents de sur- face, on utilise un viscosimtre rotatif qui est adapt lt

8、ude de substances compor- tement rhologique complexe comme les plastiques, les peintures, etc. Page blanche NORME INTERNATIONALE ISO 6388 : 1989 (F) Agents de surface - Dtermination des proprits dcoulement au moyen dun viscosimtre rotatif 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale prescr

9、it une mthode pour la caractrisation des proprits dcoulement des agents de sur- face non solides, seuls ou en mlange, et des produits conte- nant essentiellement des agents de surface, au moyen dun vis- cosimtre rotatif cvlindres coaxiaux, cne et plan, double cne, etc. NOTE - Le comportement rhologi

10、que du systme contenant des agents de surface est frquemment entach danomalies. Ces derni- res sont dues, la plupart du temps, aux tendances lassociation des molcules des agents de surface. Le comportement rhologique des agents de surface est essentiellement variable en fonction de la nature et de l

11、a concentration de ces derniers; de faibles variations de tempra- ture, de concentration de sels minraux et la prsence de toute autre substance peuvent galement faire varier le comportement rhologique des agents de surface. II arrive parfois que le type mme de rhologie soit chang. La mthode prescrit

12、e dans la prsente Norme internatio- nale essaie de tenir compte de toutes ces remarques. Pour certains agents de surface bien particuliers, il est possible dutiliser dautres mthodes de mesurage. Pour les systmes newtoniens, on signalera par exemple IISO 3104 et IISO 1652 qui sont beaucoup plus prcis

13、es. Lorsque le caractre newtonien dun systme est contestable, la mthode prescrite dans la prsente Norme internationale permet de choisir lappareil de mesure qui permettra une dtermination. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est

14、 faite, constituent des disposi- tions valables pour la prsente Norme internationale. Au moment de la publication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties pre- nantes des accords fonds sur la prsente Norme internationale sont invites rechercher la possi

15、bilit dappliquer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes interna- tionales en vigueur un moment donn. ISO 607 : 1980, Agents de surface et dtergents - Mthodes de division dun chantillon. ISO 862 : 1984, Agents de surf

16、ace - Vocabulaire. 3 Dfinitions, symboles et units 3.1 Gnralits La viscosit dun fluide cisaill entre deux plans parallles, dont lun se dplace par rapport lautre dun mouvement linaire et uniforme dans son propre plan, est dfinie par lquation de Newton : q est la viscosit (dynamique); z est la contrai

17、nte de cisaillement; dv D=z est le gradient de vitesse de cisaillement, v tant la vitesse dun plan par rapport lautre, et z tant la coordonne perpendiculaire aux deux plans. NOTE - Les produits dont la viscosit est indpendante du gradient de vitesse de cisaillement auquel est effectu le mesurage son

18、t considrs comme ayant un comportement newtonien, et sont dits newtoniens. Les autres sont considrs comme ayant un comportement non new- tonien et sont dits non newtoniens. La viscosit apparente dun produit non newtonien va est le rapport de la contrainte de cisaillement produite au gradient de vite

19、sse de cisaillement appliqu. La valeur de la viscosit apparente, fonction du gradient de vitesse de cisaillement, peut dpendre des hystrsis rhologi- ques et thermiques de lchantillon se trouvant dans lappareil. La dimension de la viscosit est ML - 1 T - 1 et, dans le Systme International SI, lunit e

20、st le newton seconde par mtre carr (Ns/m2) ou le pascal seconde (Pas)?) 3.2 Phnomnes rhologiques (voir figures 1 et 2 et ISO 862). NOTE - Les phnomnes rhologiques sont dcrits en fonction dune contrainte de cisaillement dfinie. 1) 1 Ns/m2 = 1 Pas = 103 CP (centipoise) 1 mN-s/m2 = 1 mPas = 1 CP (centi

21、poise) 1 ISO 6388 : 1989 (FI 3.2.1 pseudo-plasticit (viscosit structurelle) : Dans des conditions isothermes et rversibles, diminution sans hystrsis de la viscosit apparente, avec un gradient de vitesse de cisail- lement croissant. 3.2.2 dilatance: Dans des conditions isothermes et rversi- bles, aug

22、mentation sans hystrsis de la viscosit apparente, avec un gradient de vitesse de cisaillement croissant. 3.2.3 viscosit en fonction du temps: Dans des conditions isothermes et rversibles, modification de la viscosit apparente au cours de lcoulement avec une vitesse de cisaillement constante. 3.2.3.1

23、 thixotropie : Dans des conditions isothermes et rversibles, diminution de la viscosit, sous leffet du cisaille- ment, partir de la viscosit au repos (immdiatement aprs le dbut du cisaillement) jusqu la valeur finale (dpendante de la vitesse de cisaillement). Lorsque le cisaillement cesse, la valeur

24、 de la viscosit au repos doit tre retrouve aprs un certain temps, le temps de recou- vrance. 3.2.3.2 rhopexie: Phnomne o le temps de recouvrance, aprs cessation du cisaillement relativement lev, est rac- courci aprs application dun petit cisaillement. 3.2.3.3 antithixotropie : Dans des conditions is

25、othermes et rversibles, augmentation de la viscosit, sous leffet du cisail- lement, partir de la viscosit au repos (immdiatement aprs le dbut du cisaillement) jusqu la valeur finale (dpendante de la vitesse de cisaillement). Lorsque le cisaillement cesse, la valeur de la viscosit au repos doit tre r

26、etrouve aprs un certain temps, le temps de recouvrancek 3.2.3.4 hystrsis rhologique : Dans des conditions iso- thermes et rversibles, si le gradient de vitesse de cisaillement crot de facon linaire en fonction du temps depuis la valeur zro jusqu une valeur maximale (courbe suprieure) et puis dcrot d

27、e la mme manire (courbe infrieure), le gradient de vitesse de cisaillement port sur un diagramme en fonction de la contrainte de cisaillement dcrit une courbe dhystrsis qui est utilise pour rechercher et caractriser la thixotropie ou Iantithixotropie. 3.2.4 plasticit: Un corps plastique se comporte

28、comme un corps lastique lorsquil est soumis une tension infrieure une certaine valeur critique, z, la tension dcoulement. Au-dessus de cette valeur limite, un coulement se produit. Lorsque la fonction D = f(z) (D tant le gradient de la vitesse de cisaillement) pour z 2 z, est reprsente par une droit

29、e, on dit que ce produit est un corps plastique de Bingham. 4 Principe Dtermination des proprits dcoulement dune prise dessai comportement newtonien ou non newtonien au moyen dun viscosimtre rotatif) spcifications dfinies, permettant en mme temps pour celle comportement newtonien le mesu- rage du gr

30、adient de vitesse de cisaillement auquel est effectue la dtermination, tandis que pour celle comportement non newtonien le mesurage ventuel de diffrents gradients de vitesse de cisaillement apparents utiliss pour la dtermination. 5 Substances de rfrence Des liquides newtoniens doivent tre utiliss co

31、mme substan- ces de rfrence. 6 Appareillage 6.1 Viscosimtres, cylindres coaxiaux, cne et plan, double cne, ou combinant deux de ces types avec les spcifi- cations suivantes. 6.1.1 Pour les appareils cylindres coaxiaux, dont les diam- tres externe et interne des cylindres (stator ou rotor) sont res-

32、pectivement d, et dit la valeur du rapport d,ldi doit tre la plus faible possible et, de prfrence, infrieure ou gale II10 et, en aucun cas, suprieure 1,50. Dans le cas o lappareil cor- respond une valeur suprieure l,lO, il faut lindiquer dans le rapport dessai et, si possible, faire la correction qu

33、i doit gale- ment tre indique dans le rapport dessai.21 En outre, si lappareil ne comporte pas de dispositif gomtri- que (fond conique et anneau de garde au-dessus) de correction de leffet de bout, la condition supplmentaire suivante doit tre respecte : h y 1,5 4 o hi est la hauteur du cylindre intr

34、ieur. 6.1.2 Pour les appareils cne et plan ou double cne, la valeur de langle a, form respectivement par la gnratrice du cne et le plan ou les gnratrices des deux cnes, doit tre la plus faible possible et, de prfrence, infrieure ou gale l” et, en aucun cas, suprieure 4O. Dans le cas ou langle a a un

35、e valeur suprieure l”, il faut lindiquer dans le rapport dessai et, si possible, faire la correction qui doit galement tre indi- que dans le rapport dessai?) 6.1.3 Pour les appareils combinant deux des principes prc- dents, chacune des spcifications doit tre respecte, moins que lun deux nintervienne

36、 que pour un trs faible pourcen- tage et puisse tre considr comme tant une correction. 1) II existe deux types de viscosimtres: lun o le gradient de vitesse de cisaillement (vitesse de rotation) est impos pour dterminer la contrainte de cisaillement, auquel cas cette dtermination est illustre par un

37、 diagramme reprsentant t en fonction de D (voir figures 1 et 2); lautre o la contrainte de cisaillement est impose pour dterminer la vitesse de cisaillement, auquel cas cette dtermination est illustre par un diagramme reprsentant D en fonction de z (voir figures 1 et 2). Le premier type de viscosimt

38、re est celui le plus couramment utilis et la prsente Norme internationale dcrit son emploi. 2) II est de rgle que les formules de correction soient fournies par le constructeur de lappareil. 2 ISO 6388 : 1989 (FI Comportement newtonien D Pseudo-plasticit I D D t7 .a Dilatance Plastique de Bingham r

39、Plastique de Bingham Plasticit NOTE - Cette figure contient uniquement des Schmas permettant de mieux reprsenter le phnomne. D Figure 1 - Lois typiques dcoulement pour des systmes contrainte constante ID = f(dl et vitesse de cisaillement constante t = f(D)1 3 ISO 6388 : 1989 (FI D D max D max.! NOTE

40、 - Cette figure contient uniquement des schmas permettant de mieux reprsenter le phnomne. Tmax. r TA rmax. . D max. D Thixotropie n Dmax. u t max. Antithixotropie a a 4 Cisaillement 4 Cisaillement Repos Repos f max. 77 ai Cisaillement Repos Figure 2 - Reprsentation dune courbe dhystrsis sur un produ

41、it fortement influenc dans son comportement rhologique par la dure du cisaillement 4 ISO 6388 : 1989 (FI 6.1.4 Tous ces appareils doivent permettre, dans lapplication de nombreuses vitesses de rotation. tous les cas, Ils doivent avoir, en ce qui concerne la viscosit, une prcision dau moins 2 % pour

42、lchelle totale de mesure, et cela pour chaque combinaison rotorktatorkitesse. Les limites de viscosit mesurables et les limites de gradient de vitesse que doit permettre lappareil doivent tre en rapport avec les mesurages effectuer et les gradients dsirs. NOTE - Par lemploi de leurs diffrents stator

43、s, rotors et vitesses, la plupart des appareils du commerce permettent de mesurer des viscosi- ts dans une gamme qui comprend au moins ltendue 10-2 Pas 103 Pas (10 CP 106 cP). Les gammes de gradients de vitesses de cisaillement permises par les diffrents appareils diffrent beaucoup dun appareil un a

44、utre. Le rglage et ltalonnage de ces ment effectus par le constructeu viscosimtres r. sont normale- Les contrles de ce rglage et de cet talonnage, quil est recommand deffectuer de temps en temps, peuvent tre rali- ss au moyen de liquides de viscosit connue, soit par les labo- ratoires utilisateurs,

45、soit par les laboratoires officiels. 6.2 Viscosimtres, systmes dfinie (plateau, forme en T, etc.) de mesu re de gomtrie non 6.3 Bains thermorguls, permettant damener et de main- tenir le produit en examen la temprature de lessai (normale- ment 23 OC) 0,2 OC prs. Cette tolrance de + 0,2 OC est valabl

46、e pour les tempratures comprises entre 0 OC et 50 OC. Par contre, pour des mesures de prcision et dans la gamme des tempratures ordinaires, il peut tre exig une tolrance plus serre (par exemple + 0,l OC). II est noter que, fort gradient de vitesse de cisaillement, le mesurage lui-mme entrane un chau

47、ffement de la matire quil faut combattre, ou dont il convient de tenir compte par une correction (souvent indique par le constructeur du viscosi- mtre). NOTE - En gnral, les viscosimtres du dispositif de thermorgulation incorpor. commerce comportent un NOTES 1 Dans le cas de produits susceptibles de se sparer en deux phases dans une certaine gamme de tempratures, il convient deffectuer la dtermination en dehors de cette gamme. 2 Dans le cas des produits dont le comportement dpend du temps, il y a lieu que les manipulations subies (chauffages inclus) soient toujours identiques et no