ความหนืด ( Viscosity ) คืออะไร?

     ความหนืด หรือ Viscosity คือ ความต้านทานการไหล ในตัวของเหลว ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปจากการกระทำของ ความเค้นเฉือน หรือความเค้นภายนอก ความหนืดนี้อธิบายถึงความสามารถในการต้านทานการไหลภายในตัวของเหลว ของเหลวที่มีความหนืดสูงจะไหลได้ช้ากว่าของเหลวที่มีค่าความหนืดต่ำ ค่าระดับความหนืดในของเหลวมีค่าระดับที่แต่ต่างกัน การวัดความหนืด จึงเป็นส่วนสำคัญที่จะบอกค่าระดับความหนืดในของเหลวได้

การวัดความหนืด มีกี่รูปแบบ ?

     คุณสมบัติความหนืดของของเหลวจะถูกกำหนดโดยแรงระหว่างตัวอนุภาคภายในสารละลายเป็นหลัก รวมถึงการเสียดสีและการดึงดูดระหว่างโมเลกุลในโครงสร้างมหาภาค แรง Van der Waals คือ แรงดึงดูดแบบอ่อนๆที่ช่วยยึดโมเลกุลเข้าด้วยกัน โดยความหนืดจะแบ่งเป็นสองรูปแบบหลัก

● ความหนืดไดนามิก (Dynamic viscosity) ซึ่งเป็น การวัดความเค้นเฉือน ต่อหน่วยพื้นที่ที่ต้องการก่อนที่ตัวอย่างจะเริ่มเปลี่ยนรูป ลักษณะนี้โดยทั่วไปจะแสดงเป็นมิลลิปาสกาลวินาที (mPa-s)

● ความหนืดจลนศาสตร์ (Kinematic viscosity) ซึ่งหมายถึง กระแสต้านทานของของไหล ภายใต้แรงโน้มถ่วง คุณสมบัตินี้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและการวัดที่เป็นตารางเมตรต่อวินาที (m2/s)

การวัดความหนืด มีอะไรบ้าง

 

การวัดความหนืดด้วยหลอดเส้นเลือดฝอย

     การกำหนด ความหนืดจลนศาสตร์ ต้องอาศัยความรู้ที่เกี่ยวกับความหนาแน่นและปริมาตรของตัวอย่างที่ต้องการวัด ตัวอย่างของเหลวนี้จะถูกส่งผ่านท่อรูปตัวยูแบบแนวตั้ง โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่เล็กมาก

 

 

 

 

รีโอเมทรีแบบหมุน ( Rotary Rheometry )

         การวัดความหนืด ด้วย เครื่องวัดความหนืด แบบหมุนโดยจะใช้แรงบิดในระดับที่ค่อนข้างต่ำกับตัวอย่างของเหลว เพื่อกระตุ้นให้เกิดการเสียรูปทางกล หาปริมาณของแรงบิดที่จำเป็นในการทำให้เกิดการหมุนบนระนาบแนวนอน ในตัวอย่างจะถูกวัดและสัมพันธ์กับความหนืดของตัวอย่าง การใช้ Rheometry แบบหมุนจะช่วยให้วิเคราะห์ตัวอย่างได้แม่นยำช่วยให้นักวิเคราะห์ใช้ตัวอย่างน้อยลง และยังสามารถวาดกราฟลักษณะการไหลแบบเต็มของวัสดุเพื่อตอบสนองต่อแรงเฉือนในระดับต่างๆได้ เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ความหนืดทั่วไป เช่น ทางด้านอาหาร ( วัดความหนืดในอาหาร,วัดความหนืดของแป้ง ) และ ผลิตภัณฑ์ (ยา, กาว, สี) เป็นต้น 
 

 

 

 

ไมโครฟลูอิดิก แบบรีโอเมทรี ( Microfluidics Rheometry )

     วิธีการใหม่ในการกำหนดความหนืดแบบ ไดนามิก ของของเหลวในปริมาตรตัวอย่างขนาดเล็ก โดยการบังคับตัวอย่างของเหลวผ่านช่องไมโครฟลูอิดิก การวัดความหนืดแบบไดนามิก จะวัดโดยการเปรียบเทียบอัตราการไหลที่แตกต่างกัน ความหนืดของวัสดุอ้างอิงและตัวอย่างเพื่อเปรียบเทียบอัตราการไหล ไมโครฟลูอิดิก เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ความหนืดไม่สูงมานัก เช่น น้ำหอม น้ำยาทำความสะอาด เป็นต้น 

 

 

ไมโครรีโอโลยี แบบพาสซีฟ ( Micro Rheology Passive )

     การวัดความหนืดลักษณะ รีโอโลยี เป็นการใช้เครื่องวัดความหนืด ที่มีหลักการทํางานซับซ้อนมากขึ้น โดยจะคล้ายคลึงกันกับการวัดค่าการไหลแบบหมุน แต่ได้รับการปรับให้เข้ากับโครงสร้างที่ซับซ้อนและเปราะบางมากขึ้น เช่น เจล แป้งเปียก และวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูงที่อาจแตกได้ภายใต้แรงเฉือนที่ต่ำมาก รีโอโลยี แบบไม่สัมผัสทำให้สามารถประเมินคุณสมบัติของตัวอย่างที่อยู่นิ่งได้ ซึ่งแตกต่างจาก รีโอมิเตอร์ แบบหมุนทั่วไป โดยไม่มีความเค้นเชิงกล ซึ่งทำได้โดยใช้ Rheo Laser MASTER ซึ่งใช้ Spectroscopy ยิงลำแสงในการตรวจวัด

 

 

 

การวัดความหนืดแบบสั่น ( Vibrating viscosity )

     ค่าความหนืดสามารถวัดได้โดยใช้การสั่นกับตัวอย่างและตรวจสอบผลกระทบของการทำให้หมาด ๆ ของของไหล สิ่งเหล่านี้สามารถประเมินได้โดยการตรวจสอบกำลังไฟฟ้าเข้า เวลาการสลายตัวของการสั่น หรือการเปลี่ยนแปลงในความถี่ที่สะท้อน การวัดความหนืดแบบสั่น วิธีนี้เหมาะสมกับการวัดของเหลวที่เหนียวเป็นก้อน และของเหลวที่มีความหนืดสูง

ทั้งนี้ การวัดความหนืด แต่ละรูปแบบ ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของของเหลวที่ต้องการวัดค่าความหนืด เพื่อให้ได้ตามที่ต้องการของนักวิเคราะห์

 

 

NDJ-1

NDJ-4S

 

NDJ-8S