ISO 3219:1977
(Main)Plastics — Polymers in the liquid, emulsified or dispersed state — Determination of viscosity with a rotational viscometer working at defined shear rate
Plastics — Polymers in the liquid, emulsified or dispersed state — Determination of viscosity with a rotational viscometer working at defined shear rate
Plastiques — Polymères à l'état liquide ou en émulsion ou dispersion — Détermination de la viscosité au moyen d'un viscosimètre rotatif à gradient de vitesse de cisaillement défini
General Information
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INTERNATIONAL STANDARD @ 'ax& 3219
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION MEXnYHAPOnHAR OPïAHH3AUHR no CïAHAAPïH3AUHH .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
*
Plastics - Polymers in the liquid, emulsified or dispersed state
- Determination of viscosity with a rotational viscometer
working at defined shear rate
Plastiques - Polymères à, I'état liquide ou en émulsion ou dispersion - Détermination de la viscosité au moyen
d'un viscosimètre rotatif à gradient de vitesse de cisaillement défini
First edition - 1977-12-15
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w
-
UDC 678.6/.7 : 532.13 Ref. No. IS0 3219-1977 (E)
Descriptors : plastics, polymers, liquids, physical tests, measurement, viscosity, viscosimeters.
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m
8
Price based on 3 pages
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FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set
up has the right to be represented on that committee. International organizations,
ISO, also take part in the work.
governmental and non-governmental, in liaison with
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
as International
to the member bodies for approval before their acceptance
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 3219 was developed by Technical Committee
ISO/TC 61, Plastics, and was circulated to the member bodies in November 1975.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Israel Sweden
Austria Italy Switzerland
Belgium Japan Turkey
Brazil Netherlands United Kingdom
Czechoslovakia New Zealand U.S.A.
Finland Poland U.S.S. R.
France R Oman ia
Hungary Spain
The member body of the following country expressed disapproval of the document
on technical grounds :
Germany
0 lntarnational Organization for Standardization, 1977
Printed in Switzerland
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 3219-1977 (E)
Plastics - Polymers in the liquid
emulsified or dispersed state
- Determination of viscosity with a rotational viscometer
working at defined shear rate
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION 4 DEFINITION, SYMBOLS AND UNITS
This International Standard specifies a method for viscosity (symbol 17) (see IS0 31/111) : When a fluid is
determining the viscosity of polymers in the liquid or in sheared between two parallel planes one of which is moving
the liquid-like state, with a rotational viscometer in which in its own plane linearly and uniformly with respect to the
the theoretical shear rate employed in the test is defined other, the viscosity of the fluid is defined by Newton's
(see note). equation :
This International Standard is a general specification for 7
17=-
rotational viscometers working at a defined shear rate.
Y
A separate document specific to each product (or group of
where
products) for which the viscosity is required should define
the particular conditions of test for the product : shear
17 is the viscosity;
rate, temperature, etc. Such a document could be an
individual standard for the product, a commercial contract,
r is the shear stress;
etc.
y =$ is the shear rate;
In principle, the results obtained with different instruments
covered by the present International Standard are, if not
v being the velocity of one plane with respect to
identical, at least in close agreement.
the other, and
NOTE - Equations given in this International Standard are
theoretical but the shear rate calculated with them is very near the
z the co-ordinate normal to the planes.
true shear rate of a Newtonian liquid provided that the apparatus
characteristics agree with the present International Standard.
NOTE - Products with a viscosity independent of the shear rate
at which the measurement is made are considered as having
Newtonian behaviour and are called "Newtonian".
Others are considered as having non-Newtonian behaviour and
are called "non-Newtonian".
The dimension of viscosity is ML-lT-' and the SI unit
2 REFERENCES
is the newton second per square metre (N.s/m2) or pascal
IS0 3, Preferred numbers - Series of preferred numbers.
second (Pa.s).*
IS0 31 /I I I, Quantities and units of mechanics.
5 APPARATUS
IS0 291, Plastics - Standard atmospheres for conditioning
5.1 Viscometers, coaxial cylinder, cone-and-plate or
and testing.
or any combination of two of these, with
double-cone,
the following characteristics :
5.1 .I For coaxial cylinder viscometers, where the
diameters of the external and internal (stator or rotor)
cylinders are respectively de and di, the value of deldi shall
3 PRINCIPLE
be as small as possible, preferably not greater than 1,l and
Measurement of viscosity using a rotational viscometer
in no case greater than 1,5. Where the ratio is greater
with defined characteristics, which permits the
than 1,1, this shall be stated in the report and if possible
simultaneous measurement of the applied shear rate (see
a correction shall be made, this also being indicated in
note to clause 1). the report (see note).
* 1 N.s/m2 = 1 Pa.s = IO3 CP (centipoise).
1
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IS0 3219-1977 (E)
Moreover, if the apparatus is not of such a geometry 5.1.4 The apparatus shall be such that the shear rate may
(conical bottom with a guard ring at the top) as to correct be determined for each measurement.
for end effects, the following additional condition shall be
The apparatus shall have an accuracy of viscosity measure-
satisfied :
ment of better than 2 % of full scale reading for all
combinations of rotor, stator and rotational frequency.
h.
22 1,5
di NOTE - By using different stators, rotors and rotational
frequencies most commercial instruments cover a range of
where hi is the height of the internal cylinder. viscosities of at least 10-2 to 103 Pa.s (IO to 106 CP).
For these viscometers, the shear rate to be recorded is
The range of shear rates varies greatly with different
the one that exists near the surface of the torque
equipment. The choice of the particular viscometer to
measuring cylinder, regardless of which is the moving
be used has to be made considering the viscosity range
member. The shear rate shall be calculated (as if the
and the shear rate.
material were Newtonian), in seconds to the power minus
Adjustment and calibration of these instruments are
one, from the relationship :
usually carried out by the manufacturer.
4nn d2
y =-
X
Periodic verification of this adjustment and calibration
60 de2 -di2
is recommended and may be performed with liquids of
known viscosity, either by the user or by an official
where
standards laboratory.
n is the rotational frequency, in minutes to the power
minus one;
5.2 Thermostat, permitting the product to be brought
to, and be maintained at, the required test temperature
d = de if the internal cylinder is the torque measuring
(usually 23 O
...
NORME INTERNATIONALE 3219
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXDYHAPODHAII OPiAHHJAllMII IT0 CTAHAAPTH3AU~.ORGANIÇATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Plastiques - Polymères à l'état liquide ou en émulsion ou
0
dispersion - Détermination de la viscosité au moyen d'un
viscosimètre rotatif à gradient de vitesse de cisaillement défi lni
Plastics - Polymers in the liquid, emulsified or dispersed state - Determination of viscosity with a rotational
viscometer working at defined shear rate
Première édition - 1977-12-15
CDU 678.6/.7 : 532.13 Réf. no : IS0 3219-1977 (FI
Descripteurs : matière plastique, polymère, liquide, essai physique, mesurage, viscosité, viscosimetre.
Prix basé sur 3
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AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationale r le Conseil de I'ISO.
La Norme internationale IS03219 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC61, Matières plastiques, et a été soumise aux comités membres en
novembre 1975.
Les comités membres des pays suivants l'ont approuvée :
Australie Israël Suède
Autriche Italie Suisse
Belgique Japon Tchécoslovaquie
Brésil Nouvelle-Zélande Turquie
Espagne Pays-Bas U.R.S.S.
Finlande
Pologne U.S.A.
Roumanie
France
Royaume-Uni
Hongrie
Le comité membre du pays suivant l'a désapprouvée pour des raisons techniques :
Allemagne
O Organisation internationale de normalisation, 1977 O
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE IS0 3219-1977 (F)
Plastiques - Polymères à l'état liquide ou en émulsion ou
dispersion - Détermination de la viscosité au moyen d'un
viscosimètre rotatif à gradient de vitesse de cisaillement défini
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION 4 DÉFINITION, SYMBOLES ET UNITÉS
La présente Norme internationale spécifie une méthode viscosité (symbole 77) (voir IS0 31/111) . La viscosité d'un
de détermination de la viscosité des polymères 6 l'état fluide cisaillé entre deux plans parallèles, dont l'un se
déplace par rapport à l'autre d'un mouvement linéaire et
liquide ou assimilé, à l'aide d'un viscosimètre rotatif
permettant de détinir le gradient de vitesse de cisaillement uniforme dans son propre plan, est définie par l'équation
de Newton :
théorique, auquel l'essai a été effectué (voir la note).
7
La présente Norme internationale a un caractère général
v=-
et constitue essentiellement une spécification des viscosi-
Y
mètres rotatifs à gradient de vitesse de cisaillement défini.
où
Un document particulier à chaque produit (ou groupe de
produits) dont on veut mesurer la viscosité, doit fixer
1) est la viscosité;
les conditions d'application particulières à ce produit :
gradient de vitesse de cisaillement, température, etc.
7 est la contrainte de cisaillement;
Ce document particulier pourra être une norme particulière
. dv
au produit, un contrat commercial, etc.
y =z est le gradient de vitesse de cisaillement,
En principe, les résultats obtenus par les différents appareils
v étant la vitesse d'un plan par rapport à l'autre, et
spécifiés dans la présente Norme internationale sont, sinon
identiques, du moins très voisins.
z la coordonnée perpendiculaire aux deux plans.
NOTE - Les formules de calcul indiquées dans la présente Norme
NOTE - Les produits dont la viscosité est indépendante du
internationale sont théoriques, mais elles donnent le gradient de
gradient de vitesse de cisaillement auquel est effectué le mesurage,
vitesse de cisaillement réel d'un liquide newtonien avec une très
sont considérés comme ayant un comportement newtonien et
bonne approximation, a condition, bien entendu, que les caracté-
sont dits ((newtoniens)).
ristiques de l'appareillage soient conformes à la présente Norme
internationale.
Les autres sont considérés comme ayant un comportement non
newtonien et sont dits ((non newtoniens)).
La dimension de la viscosité est ML-'T-' et, dans le
système international SI, l'unité est le newton seconde par
2 RÉFÉRENCES
mètre carré (N.s/m2)* ou le pascal seconde (Pa+)*.
IS0 3, Nombres normaux - Séries de nombres normaux.
5 APPAREILLAGE
I SO 3 1 /I I I, Grandeurs et unités de mécanique.
5.1 Viscosimètres, à cylindres coaxiaux, à cône et plan,
à double cône, ou combinant deux de ces types avec les
IS0 291, Plastiques - Atrnosphères normales de condition-
caractéristiques suivantes :
nement et fessai.
5.1.1 Dans le cas des appareils à cylindres coaxiaux,
dont les diamètres extérieur et intérieur des cylindres
(stator ou rotor) sont respectivement de et di, la valeur
3 PRINCIPE
de dJdi doit être le plus faible possible et, de préférence,
\
Détermination de la viscosité au moyen d'un viscosimètre inférieure ou égale à 1,l et, en aucun cas, supérieure à 1,5.
rotatif à caractéristiques définies, permettant en même
Dans le cas où l'appareil correspond à une valeur supérieure
temps le mesurage du gradient de vitesse de cisaillement à 1,1, il faut l'indiquer dans le procès-verbal et, si possible,
auquel est effectuée la détermination (voir note du faire la correction qui doit également être indiquée dans
chapitre 1). le procès-verbal (voir la note).
* 1 N.slm2 = 1 Pa.s = lo3 cp (centipoise).
1
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IS0 3219-1977 (F)
respectée à moins que l'un d'eux n'intervienne que pour
En outre, si l'appareil ne comporte pas de dispositif
un très faible pourcentage et puisse être considéré comme
géométrique (fond conique et anneau de garde au-dessus)
étant une correction.
de correction de l'effet de bout, la condition supplé-
mentaire suivante doit être respectée :
5.1.4 Tous ces appareils doivent permettre, pour chaque
mesurage, la détermination du gradient de vitesse de
cisaillement auquel est effectuée la détermination.
où hi est la hauteur du cylindre intérieur.
Ils doivent avoir, en ce qui concerne la viscosité, une
précision d'au moins 2 % pour l'échelle totale de mesure,
Dans le cas de tels viscosimètres, le gradient de vitesse de
et cela pour chaque combinaison rotor/stator/fréquence
cisaillement à retenir est celui qui existe au voisinage
de rotation.
de la paroi du cylindre mesurant le couple de torsion,
NOTE - Par l'emploi de leurs différents stators, rotors et
quel que soit le cylindre an d'un mouvement de
fréquences de rotation, la plupart des appareils du commerce
vitesse de cisaillement doit être
rotation. Le gradient de
permettent de mesurer des viscosités dans une gamme qui comprend
calculé (comme si les produits étaient newtoniens), en
à lo3 Pas (10 à IO6 cP).
au moins l'étendue
secondes à la puissance moins un, à l'aide de la formule
Les gammes de gradients de vitesses de cisaillement per-
4nn d2
+=- X mises par les différents appareils diffèrent beaucoup d'un
60 de2-di2
appareil à l'autre. Le choix de l'appareil à utiliser est donc
0
à faire en fonction des gammes de viscosité à mesurer et
où
des gradients de vitesse de cisaillement désirés.
n est la fréquence de rotation, en minutes à la puissance
Le réglage et l'étalonnage de ces viscosimètres sont
moins un;
normalement effectués par le constructeur.
d = de si le cylindre intérieur est le cylindre de mesure
Les contrôles de ce réglage et de cet étalonnage, qu'il
du couple, ou
est recommandé d'effectuer périodiquement, peuvent
d = di si le cylindre extérieur est le cylindre de mesure
être réalisés au moyen de liquides de viscosité connue,
du couple.
soit par les laboratoires utilisateurs, soit par les laboratoires
officiels.
NOTE - Les formules de correction devraient normalement être
fournies par le constructeur de l'appareil.
5.2 Thermostat, permettant
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.