Glossar
A
Amplitude
Die Amplitude ist der Maximalwert einer Schwingungsbewegung.
Amplitudentest
Beim Amplitudentest wird die Amplitude der Deformation - oder alternativ die Amplitude der Schubspannung - variiert und die Frequenz konstant gehalten. Als Messgrößen erhält man das Speichermodul G' und das Verlustmodul G'' gegen die Deformation bzw. die Schubspannung.
D
Deformation
Unter den Begriff Deformation versteht man im weitesten Sinne die Verformung eines Körpers.
In der Rheologie spricht man aber auch von der Deformation als Scherdeformation g. Darunter versteht man den Quotienten der Auslenkung s der Messgeometrie zum Scherspalt h.
Die Größe ist einheitslos, üblicherweise wird sie aber in Prozent angegeben.
Dehnviskosität
Die Geschwindigkeitsgradienten stehen bzw. zeigen in die gleiche Richtung.
Die Dehnviskosität von newtonischen Flüssigkeiten lässt sich in der Regel über ein konstantes Verhältnis aus der Scherviskosität berechnen. Für nicht-newtonische Flüssigkeiten ist diese Verhältnis nicht mehr konstant, d.h. für diese Flüssigkeiten muss die Dehnviskosität mit Hilfe eines Dehnviskosimeters experimentell bestimmt werden (siehe Dehnrheologie).
Einheit: [Pa s]
Dynamische Viskosität h
Die dynamische Viskosität h (auch Scherviskosität genannt) ist der Kehrwert der Fluidität f einer Probe. Diese wiederum ist ein Maß für die Fließfähigkeit der Probe.
Die dynamische Viskosität steht außerdem mit der kinematischen Viskosität n und der Dichte r im Zusammenhang:
Einheit: [1 Pa s] = [1.000 cP]
F
Fikentscher K-Wert
Der K-Wert nach Fikentscher (auch Eigenviskosität genannt) ergibt sich aus folgender Formel:
Fließgrenze
Die Fließgrenze ist die kleinste benötigte Schubspannung, die benötigt wird damit die Probe fließt. Oberhalb der Fließgrenze verhält sich die Probe wie eine Flüssigkeit und unterhalb wie ein Festkörper.
Fließkurve
Frequenz
Die Frequenz ist die Wiederholungen eines periodischen Vorgangs (z.B. Schwingung).
Einheit: [1 Hz] = [1 1/s]
Frequenztest
Beim Frequenztest wird die Frequenz der Oszillation variiert und die Amplitude der Deformation - oder alternativ die Amplitude der Schubspannung - konstant gehalten. Zur Auswertung werden die Messgrößen Speichermodul G' und Verlustmodul G'' gegen die Frequenz aufgetragen.
G
I
Idealviskos
Beim idealviskosen Fließverhalten (auch: newtonisches Fließverhalten) ist die Viskosität unabhängig von der Scherrate. Man findet dieses Verhalten bei homogenen niedermolekularen Flüssigkeiten, z.B. bei Schmierölen.
Inhärente Viskosität hinh
Die inhärente Viskosität berechnet sich aus der relativen Viskosität hrel und der Polymerkonzentration c.
Einheit: [1 dL/g]
Intrinsische Viskosität [h]
Die intrinsische Viskosität [h] ist eine hypothetische Viskosität bei einer hypothetischen Konzentration 0. Sie ist eine charakteristische Größe für eine Polymerlösung und hängt sowohl von dem Polymer und dessen Eigenschaften (Chemie, Molekulargewicht, Topologie, Verzweigung etc.) als auch vom Lösemittel und von der Temperatur ab.
Bestimmt kann die intrinsische Viskosität aus kapillarviskosimetrischen Messungen über die spezifische Viskosität hspez oder die reduzierte Viskosität hred.
Einheit: [mL/g]
K
Kinematische Viskosität n
Die kinematische Viskosität n steht mit der dynamischen Viskosität h und der Dichte r im Zusammenhang:
In der Kapillarviskosimetrie kann die kinematische Viskosität aus der Viskosimeterkonstante des Kapillarviskosimeters K und die Durchlaufzeit der Lösung t berechnet werden.
Einheit: [m^2/s] (veraltet: 1 St (Stokes) = 10^-4 m^2/s)
Komplexe Viskosität |h*|
Bei Oszillationsversuchen erhält man neben der Angabe des Speichermoduls G' und des Verlustmoduls G'' auch die komplexe Viskosität |h*|. Diese wird berechnet aus dem komplexen Schubmodul G* und der Kreisfrequenz w:
Das komplexe Schubmodul G* berechnet sich aus der Schubspannungsamplitude tA und der Deformationsamplitude gA:
Einheit: [Pa s]
Kriechverhalten
Wirkt auf eine (feste) Probe eine definierte Kraft, beschreibt das Kriechverhalten die Deformation der Probe durch die Krafteinwirkung.
Kuhn-Mark-Houwink Beziehung
Die Kuhn-Mark-Houwink-Gleichung ist ein empirisch gefundener Zusammenhang zwischen der Polymermolmasse (genauer: Viskositätsmittlere Molmasse) M und des Staudinger-Index [h] (auch: Grenzviskositätszahl, Intrinsische Viskosität) für das Polymer in einem bestimmten Lösemittel bei einer bestimmten Temperatur. Die Faktoren K und a sind Konstanten, die für jedes Polymer/Lösemittel-Paar bei der bestimmten Temperatur experimentell ermittelt werden muss (z.B. mittels Kapillarviskosimetrie).
Die Kuhn-Mark-Houwink-Beziehung ermöglicht es, den ermittelten Staudinger-Index mit dem Molekulargewicht des Polymeren zu korrelieren, wenn die Konstanten K und a bekannt sind. Außerdem wird die Gleichung dazu verwendet, die Gelpermeationschromatographie auf Polymere umzurechnen, die als Standard nicht zugänglich sind und kann somit die Anwendung erheblich zu erweitern.
L
Linear-viskoelastischer Bereich
Der linear-viskoelastische Bereich (LVE-Bereich) wird im Amplitudentest bestimmt. Es ist der Bereich des Amplitudentests, bei dem das ermittelte Speichermodul G' und das ermittelte Verlustmodul G'' einen konstanten Wert aufweisen (Plateauwert).
M
Molmasse
Die Molmasse (auch molare Masse, Molekulargewicht) ist die Masse m pro Stoffmenge n eines Stoffes:
Bei Polymeren unterscheidet man aufgrund ihrer Kettenlängenverteilung zwischen dem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn, gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw, dem viskositätsmittleren Molekulargewicht Mh und dem zentrifugenmittleren Molekulargewicht Mz (siehe Polymere).
Einheit: [kg/mol]
N
R
Reduzierte Viskosität hred
Die reduzierte Viskosität hred berechnet sich aus der spezifischen Viskosität hspez und der Konzentration c:
Die reduzierte Viskosität ist eine typische Messgröße in der Kapillarviskosimetrie.
Einheit: [mL/g]
Relative Viskosität hrel
Die relative Viskosität hrel berechnet sich aus der Viskosität der Polymerlösung h und der Viskosität des Lösungsmittels h0 bzw. aus der Durchlaufzeit der Polymerlösung t und der Durchlaufzeit des Lösungsmittels t0 in der Kapillarviskosimetrie.
Einheit: [1]
S
Scherrate
Im Zweiplatten-Modell ist die Scherrate der Quotient aus Geschwindigkeit v und Plattenabstand h:
Einheit: [1/s]
Scherverdickend
Bei scherverdickendem Fließverhalten nimmt die Viskosität bei zunehmender Scherrate zu.
Scherverdünnend
Bei scherverdünnendem Fließverhalten nimmt die Viskosität bei zunehmender Scherrate ab.
Scherviskosität
Unter Scherviskosität versteht man die Viskosität einer Probe unter Scherbeanspruchung. Von Scherung wird gesprochen, wenn der Bewegungsvektor senkrecht zum Geschwindigkeitsgradienten steht.
Schubspannung t
Die Schubspannung ist der Quotient aus Scherkraft F und Scherfläche A:
Einheit: [Pa]
Speichermodul G'
Das Speichermodul G' erhält man als Messgröße bei Oszillationsmessungen. Es repräsentiert den elastischen Anteil des viskoelastischen Verhaltens / das Festkörperverhalten der Probe.
Spezifische Viskosität hspez
Die spezifische Viskosität hspez berechnet sich aus der Viskosität der Polymerlösung h und der Viskosität des Lösungsmittels h0. Bei der Kapillarviskosimetrie kann man die spezifische Viskosität aus der Durchlaufzeit der Polymerlösung t und der Durchlaufzeit des Lösungsmittels t0 berechnen.
Einheit: [1]
Strukturabbau
Unter Strukturabbau versteht man die Abnahme der Viskosität unter Scherung als Funktion der Zeit.
Siehe Thixotropie
Strukturaufbau
Unter Strukturaufbau (auch Strukturwiederaufbau) versteht man die Zunahme der Viskosität als Funktion der Zeit, wenn sich die Probe in Ruhe befindet. Vorgeschaltet ist eine Scherung, wobei es dort zum Strukturabbau gekommen ist.
Siehe Thixotropie
T
Thixotropie
Unter Thixotropie versteht man sowohl den Rückgang der Viskosität unter Scherung im Verlauf der Zeit als auch das Ansteigen der Viskosität im Verlauf der Zeit, wenn die Probe nicht mehr oder nur noch wenig geschert wird. Bei der Thixotropie kommt es also auf die Viskositätsänderung mit der Zeit an. Besser als der Begriff "Thixotropie" sind die Begriffe Strukturabbau (unter Scherung) und Strukturaufbau (in Ruhe).
Das Gegenteil von thixotrop ist rheopex: Dabei kommt es unter Scherung zur Viskositätszunahme und unter Ruhe zur Viskositätsabnahme.
V
Verlustmodul G''
Den Verlustmodul G'' erhält man als Messgröße bei Oszillationsmessungen. Es repräsentiert den viskosen Anteil des viskoelastischen Verhaltens / das Flüssigkeitsverhalten der Probe.
Viskosität
Unter Viskosität versteht man die Zähflüssigkeit von Flüssigkeiten und Gasen. Je größer die Viskosität ist, desto dickflüssiger ist eine Probe. Je niedriger die Viskosität ist, desto dünnflüssiger ist eine Probe.
Viskositätsindex
Der Viskositätsindex eines Schmierstoffes beschreibt die Temperaturabhängigkeit der kinematischen Viskosität. Ein Öl mit niedrigem Viskositätsindex zeigt eine stärkere Temperaturabhängigkeit der Viskositätsänderung als ein Öl mit höherem Viskositätsindex.
Viskositätskurve
Die Viskositätskurve ist die Auftragung der dynamischen Viskosität gegen die Scherrate. Oft wird die Viskositätskurve auch als Fließkurve bezeichnet.
Viskositätsverhältnis
Das Viskositätsverhältnis bezeichnet den Quotienten der tatsächlichen kinematischen Viskosität n des Schmierstoffes zu der für eine ausreichende Schmierung erforderlichen kinematischen Viskosität n1:
Erst bei einem Viskositätsverhältnis von 1 ist ein voll ausgebildeter Schmierfilm erreicht.
W
Winkelfrequenz w
Die Winkelfrequenz w (auch Kreisfrequenz) gibt an wie schnell eine Schwingung abläuft, d.h. sie gibt den überstrichenen Phasenwinkel der Schwingung pro Zeitspanne an. Sie wird aus der Frequenz f berechnet:
Einheit: [1/s]
Die Winkelfrequenz ist eine mögliche Messvorgabe bei Oszillationsversuchen.