Was versteht man unter Viskosität?

ÜBERSICHT

Die Viskosität ist eine wesentliche Einflussgröße bei jeder Strömungsmessung von Fluiden. Beispiele hierfür sind Flüssigkeiten, Halbfeststoffe, Gase und sogar Feststoffe. Brookfield beschäftigt sich mit Flüssigkeiten und Halbfeststoffen. Viskositätsmessungen werden zur Ermittlung der Qualität und Wirtschaftlichkeit von Produkten durchgeführt. Jeder, der in Forschung oder Entwicklung, Qualitätskontrolle oder dem Flüssigkeitstransfer an der Untersuchung des Fließverhaltens von Stoffen beteiligt ist, wird früher oder später auch mit irgendeiner Form der Viskositätsmessung in Berührung kommen.

Bei vielen Herstellern sind Viskosimeter heute ein fester und wichtiger Bestandteil in ihren Forschungs-, Entwicklungs- und Prozesssteuerungsprogrammen. Sie wissen, dass Viskositätsmessungen oft die schnellste, genaueste und zuverlässigste Methode sind, um einige der wichtigsten Faktoren zu analysieren, die zu einer Beeinträchtigung der Produktleistung führen können.

Rheologische Zusammenhänge helfen uns, Fluide, mit denen wir arbeiten, besser zu verstehen, damit wir ihr Verhalten entweder vorhersehen oder sie zwingen können, sich entsprechend unserer Bedürfnisse zu verhalten.

Es gibt viele verschiedene Techniken zur Messung der Viskosität, die sich je nach Umstand oder Werkstoff am besten eignen. Aus der fast unüberschaubaren Fülle an Viskosimetern das richtige Modell auszuwählen, das allen Anwendungserfordernissen gerecht wird, ist ein äußerst schwieriges Unterfangen. Das Spektrum reicht vom simplen Messgerät bis hin zum komplexen System: vom Zählen der Sekunden, die eine Flüssigkeit benötigt, um von einem Stab abzutropfen, bis hin zu äußerst anspruchsvollen Einrichtungen zur automatischen Aufzeichnung und Steuerung der Eingangsdaten. Der Anwender wird dadurch in eine Lage versetzt, in der sein eigenes Verständnis der beteiligten Strömungsphänomene, gepaart mit dem „Wissens- und Erfahrungsschatz“ des Herstellers, zum Einsatz kommen muss.

Brookfield war Vorreiter in der Entwicklung von Instrumenten zur Bestimmung der Viskosität und zur Datenaufbereitung und setzte zugleich wichtige Impulse für das Beschreiten neuer Wege in der Wissenschaft. Wir verfügen über den nötigen „Wissens- und Erfahrungsschatz“, um sie als kompetenter Partner bei der Auswahl einer geeigneten Messgeräteausstattung zur Steuerung Ihres Prozesses zu unterstützen.


WARUM MISST MAN DAS RHEOLOGISCHE VERHALTEN VON FLÜSSIGKEITEN?

Jeder, der am Anfang eines Lernprozesses steht, an dessen Ende die Fähigkeit zu rheologischem Denken steht, muss sich zunächst die Frage stellen: „Wieso soll ich eine Viskositätsmessung machen?“ Die Antwort liegt in den Erfahrungen Tausender von Menschen, die solche Messungen bereits durchgeführt und damit den Nachweis erbracht haben, dass sich dadurch viele nützliche Aussagen und Prognosen über das Verhalten verschiedenster Produkte treffen und wichtige Kenntnisse über die Auswirkungen der Verarbeitung, der Änderung von Formulierungen oder das Auftreten von Alterungserscheinungen gewinnen lassen.

Häufig liegt der Anlass für die Messung rheologischer Eigenschaften im Bereich der Qualitätskontrolle, die gewährleisten muss, dass jede Charge die an das Produkt gestellten Anforderungen in stets gleichbleibender Weise erfüllt. In diesem Sinne ist das Fließverhalten ein indirektes Maß für die Konsistenz und Qualität eines Produktes.

Ein weiterer Grund für die Untersuchung des Fließverhaltens besteht darin, dass damit direkte Aussagen über die Verarbeitbarkeit eines Stoffes getroffen werden können. Bei einer Flüssigkeit mit hoher Viskosität fällt die erforderliche Pumpleistung beispielsweise höher aus als bei einem niedrigviskosen Medium. Die Kenntnis des rheologischen Verhaltens eines Mediums ist daher bei der Auslegung von Pumpen und Rohrleitungssystemen besonders hilfreich.

Viele halten die Rheologie für die empfindlichste Methode zur Charakterisierung von Werkstoffen, da das Fließverhalten auf Eigenschaften wie Molekulargewicht und Molekulargewichtsverteilung reagiert. Diese Beziehung lässt sich beispielsweise bei der Polymersynthese sinnvoll nützen, da mit ihrer Hilfe relative Unterschiede festgestellt werden können, ohne das Molekulargewicht zu messen. Mit Hilfe rheologischer Messungen kann auch der Verlauf einer chemischen Reaktion überwacht werden. Solche Messungen können als Qualitätskontrolle während der Fertigung oder zum Kontrollieren und/oder Steuern eines Prozesses angewendet werden. Rheologische Messungen bieten die Möglichkeit zur Untersuchung chemischer, mechanischer oder thermischer Behandlungen, der Wirkungsweise von Zusatzstoffen oder des Verlaufs einer Aushärtungsreaktion. Ebenso lassen sich damit eine Vielzahl von Produkteigenschaften, die Qualität des Endergebnisses und das Materialverhalten vorhersagen oder steuern.


RHEO-LOGISCH DENKEN

Stellen Sie sich zuerst die Frage: „Kann eine Einflussgröße bestimmt werden, die in Zusammenhang mit dem Produkt oder Prozess steht?“ Um dies feststellen zu können, müssen Sie ein Gespür für die Arten chemischer und physikalischer Phänomene entwickeln, die einen Einfluss auf die rheologische Reaktion haben können. Nehmen Sie einmal an, diese Informationen sind Ihnen bekannt, und Sie haben bereits mehrere Möglichkeiten identifiziert. Im nächsten Schritt müssen vorläufige rheologische Daten gesammelt werden, um festzustellen, welche Art von Fließverhalten für das zur Diskussion stehende System charakteristisch ist. Auf der untersten Ebene handelt es sich um Messungen, die mit jedem verfügbaren Brookfield Viskosimeter durchgeführt werden können, und um Schlussfolgerungen, die auf den nachfolgenden Beschreibungen des Fließverhaltens beruhen.

Nach erfolgter Identifizierung des Fließverhaltens kann besser nachvollzogen werden, welche Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Systemkomponenten bestehen. Die auf diese Weise gewonnenen Daten können dann in eines der mathematischen Modelle eingepflegt werden, die seit Jahren erfolgreich in den Messgeräten von Brookfield eingesetzt werden.

Diese mathematischen Modelle reichen von relativ einfachen Ansätzen bis hin zu komplexen Berechnungen. Bei einigen müssen nur Daten in ein Millimeterpapier eingezeichnet werden; bei anderen wiederum muss das Verhältnis zweier Zahlen zueinander berechnet werden. Manche Modelle sind ziemlich kompliziert und können nicht ohne den Einsatz programmierbarer Taschenrechner oder Computer gelöst werden. Eine solche Analyse ist die beste Möglichkeit, um das Potenzial unserer Daten vollständig auszuschöpfen. Das Ergebnis sind meist eine oder zwei Konstanten, in denen sich die Daten verdichten und auf die Produkt- oder Prozessleistung angewandt werden können.

Nachdem ein Zusammenhang zwischen den rheologischen Daten und dem Produktverhalten hergestellt wurde, kann der Ablauf des Verfahrens umgekehrt und die rheologischen Daten zur Prognose der Leistung und des Verhaltens herangezogen werden.


RHEOLOGIE VERSTÄNDLICH ERKLÄRT

Gemäß der Definition im Webster’s Dictionary befasst sich Rheologie „mit der Untersuchung von Erscheinungen, die bei der Deformation und beim Fließen von verschiedenen Stoffen unter der Einwirkung von Elastizität, Viskosität und Plastizität auftreten“.
In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit dem Phänomen der Viskosität, die wir im Folgenden

als innere Reibung eines Fluids definieren, die durch zwischenmolekulare Anziehungskräfte verursacht wird und der Neigung zum Fließen entgegenwirkt. Ihr Brookfield Viskosimeter misst diese Reibung und ist deshalb ein Werkzeug der Rheologie. In diesem Kapitel möchten wir Sie mit den verschiedenen Arten des Strömungsverhaltens und dem Einsatz des Brookfield Viskosimeters als rheologisches Messgerät vertraut machen, damit Sie praktisch jede Flüssigkeit eingehend untersuchen und analysieren können. Diese Informationen richten sich an alle Anwender von Viskosimetern, insbesondere an diejenigen, die auf dem Gebiet der Viskositätsmessung eine theoretische oder akademische Lehrmeinung oder Denkweise vertreten.


VISKOSITÄT

Die Viskosität ist das Maß für die Eigenreibung einer Flüssigkeit. Dieser Reibungswiderstand wird spürbar, sobald eine Flüssigkeitsschicht relativ zu einer anderen Schicht in Bewegung gesetzt wird. Je größer die Reibung, umso mehr Kraft muss aufgewendet werden, um diese als „Scherung“ bezeichnete Bewegung zu bewirken. Scherung findet immer statt, wenn eine Flüssigkeit beispielsweise durch Gießen, Streichen, Spritzen oder Mischen physisch bewegt oder verteilt wird. Bei hochviskosen Flüssigkeiten ist hierzu eine höherer Kraftaufwand erforderlich als bei niedrigviskosen.

Viscosity Layers

Isaac Newton definierte die Viskosität nach dem in der obigen Abbildung dargestellten Modell. Er betrachtete dazu zwei Flüssigkeitsschichten mit gleicher Fläche A, die einen Abstand dx voneinander haben und sich parallel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten V1 und V2 in dieselbe Richtung bewegen. Newton ging davon aus, dass die Kraft zum Aufrechterhalten dieser Differenz proportional zum Unterschied der Geschwindigkeit durch die Flüssigkeit anwächst. Diese Ableitung der Geschwindigkeit nach dem Weg bezeichnet man auch als Geschwindigkeitsgradient. Er formulierte daher folgende Gleichung:

Equation Newton

Der Geschwindigkeitsgradient dv/dx ist ein Maß dafür, wie schnell sich die überlagernden Zwischenschichten relativ zueinander bewegen Dieser Quotient beschreibt, wie groß die Scherung ist, welche die Flüssigkeit erfährt, und wird deshalb als Scherrate bezeichnet. Als Symbol wird dafür im Rahmen der weiteren Erörterung der Buchstabe S verwendet. Die entsprechende Maßeinheit ist die der reziproken Sekunde (s-1).

Der Quotient F/A beschreibt die Kraft pro Flächeneinheit, die erforderlich ist, um die Scheraktivität auszulösen. Als Symbol für diese sogenannte „Schubspannung“ wird der Buchstabe F′ verwendet. Die Maßeinheit für die Kraft pro Flächeneinheit sind Dyne pro Quadratzentimeter (dyne/cm²).

Bei Verwendung dieser vereinfachten Quotienten kann Viskosität mathematisch durch folgende Formel definiert werden:

Equation Viscosity
 

Als Grundeinheit in der Viskositätsmessung dient das Poise. Ein Stoff, bei dem eine Schubspannung von einem Dyne pro Quadratzentimeter aufgebracht werden muss, um eine Scherrate einer reziproken Sekunde zu erzeugen, hat eine Viskosität von einem Poise bzw. 100 Centipoise. Es gibt Viskositätsmessungen, deren Ergebnisse in Pascalsekunden (Pa•s) oder Millipascalsekunden (mPa•s) ausgedrückt sind; dabei handelt es sich um SI-Einheiten, die manchmal an Stelle der metrischen Bezeichnungen verwendet werden. Eine Pascalsekunde entspricht zehn Poise; eine Millipascalsekunde entspricht einem Centipoise.

Newton ging bei seinen Überlegungen davon aus, dass alle Stoffe bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Viskosität haben, die unabhängig von der Scherrate ist. Anders ausgedrückt, bewegt die doppelte Kraft die Flüssigkeit doppelt so schnell. Wie wir noch sehen werden, hatte Newton nur teilweise Recht.

NEWTONSCHE FLÜSSIGKEITEN

Es verwundert nicht, dass diese Art des Fließverhaltens, das Newton für alle Flüssigkeiten angenommen hat, als newtonsch bezeichnet wird. Es handelt sich dabei jedoch nur um eine von mehreren Arten des Fließverhaltens, die auftreten können. In der folgenden Abbildung ist eine newtonsche Flüssigkeit grafisch dargestellt. Diagramm A zeigt, dass das Verhältnis zwischen Schubspannung (F′) und Scherrate (S) eine Gerade ist. Diagramm B zeigt, dass die Viskosität mit Veränderung der Scherrate konstant bleibt. Typische Beispiele für newtonsche Flüssigkeiten sind Wasser und dünne Motorenöle.

Newtonian Fluids Chart

Konkret bedeutet dies, dass die Viskosität einer newtonschen Flüssigkeit bei einer gegebenen Temperatur konstant ist, unabhängig davon, mit welcher Art von Viskosimeter diese gemessen wird. Die Viskositätsstandards von Brookfield sind newtonsche Flüssigkeiten, die innerhalb des mit den Brookfield Geräten erzeugten Bereichs liegen; sie eignen sich daher für den Einsatz mit jedem unserer Viskosimeter-Modelle. Newtonsche Flüssigkeiten sind scheinbar am leichtesten zu messen – deshalb nichts wie ran an Ihre Viskosimeter und los geht‘s. Leider sind diese nicht so weit verbreitet wie die wesentlich häufigere Gruppe der komplexeren Fluide: die nichtnewtonschen Flüssigkeiten. Auf diese werden wir im nächsten Abschnitt genauer eingehen.


NICHTNEWTONSCHE FLÜSSIGKEITEN

Als nichtnewtonsch bezeichnet man allgemein eine Flüssigkeit, bei der das Verhältnis F′/S nicht konstant ist. Das bedeutet also, dass sich die Schubspannung bei Änderung der Scherrate nicht in gleichem Maße (auch nicht zwangsläufig in dieselbe Richtung) verändert. Die Viskosität solcher Flüssigkeiten ändert sich somit mit der Scherrate. Die Versuchsparameter des Viskosimeter-Modells, Spindel und Geschwindigkeit wirken sich somit alle auf die gemessene Viskosität einer nichtnewtonschen Flüssigkeit aus. Diese gemessene Viskosität wird als scheinbare Viskosität der Flüssigkeit bezeichnet und ist nur dann zutreffend, wenn explizite Versuchsparameter bereitgestellt und eingehalten werden.

Man kann sich vorstellen, dass jedes Fluid, in dem Moleküle unterschiedlicher Form und Größe gelöst sind, nichtnewtonsches Fließverhalten zeigt. Wenn unsymmetrisch gebaute Bestandteile des Fluids aneinander vorübergleiten sollen, hängt es von ihrer Größe, Form und den Anziehungskräften zwischen ihnen ab, wie viel Kraft für diese Bewegung aufgewendet werden muss. Bei jeder Scherrate kann die Ausrichtung der Bestandteile anders und damit eine mehr oder minder große Kraft erforderlich sein, um das Fließen aufrechtzuerhalten.

Es gibt verschiedene Arten nichtnewtonschen Fließverhaltens, die sich dadurch unterscheiden, wie sich die Viskosität mit der Scherrate ändert. Beispiele für die bekanntesten Arten nichtnewtonscher Flüssigkeiten sind:

Pseudoplastische Stoffe
Bei zunehmender Scherrate nimmt die Viskosität des pseudoplastischen Fluids ab (siehe Abbildung unten). Pseudoplastisches Fließverhalten beobachtet man am häufigsten bei nichtnewtonschen Flüssigkeiten. Als Beispiele sind Farben, Emulsionen und Dispersionen unterschiedlichster Art zu nennen. Diese Art des Fließverhaltens wird manchmal als Scherverdünnung bezeichnet.

Pseudoplastic Chart

Dilatante Stoffe
Dilatante Flüssigkeiten werden durch eine ansteigende Viskosität bei zunehmender Schergeschwindigkeit charakterisiert (siehe Abbildung unten). Wenn auch seltener als Strukturviskosität (Pseudoplastizität), so wird dilatantes Verhalten häufig in Flüssigkeiten mit hohem Anteil an entflockten Feststoffen, etwa in Tonschlämmen, Süßwarenmassen, Stärkelösungen in Wasser- oder Feinsand-Wassergemisch, beobachtet. Dilatanz wird auch als scherverdickendes Fließverhalten bezeichnet.

Dilatant Chart

Plastische Stoffe
Diese Flüssigkeitsart verhält sich unter statischen Bedingungen wie ein Feststoff. Es muss eine bestimmte Mindestkraft in die Flüssigkeit eingebracht werden, bevor diese beginnt zu fließen; diese Mindestkraft wird auch als untere Fließgrenze bezeichnet. Ein gutes Beispiel für diese Art von Flüssigkeit ist Tomatenketchup; aufgrund seiner Fließgrenze bewegt sich Ketchup unter statischen Bedingungen kaum und beginnt erst dann frei zu fließen, wenn die Flasche mechanisch durch Schütteln oder Schlagen bearbeitet wird. Sobald die Fließgrenze überwunden ist und die Fließbewegung einsetzt, können Flüssigkeiten ein newtonsches, pseudoplastisches oder dilatantes Fließverhalten zeigen. Siehe Abbildung unten.

Plastic Chart

Bisher haben wir nur die Wirkung der Scherrate auf nichtnewtonsche Flüssigkeiten betrachtet. Was geschieht, wenn wir den Faktor Zeit in unsere Überlegungen miteinbeziehen? Diese Frage führt uns zur Untersuchung zwei weiterer Arten nichtnewtonschen Fließverhaltens: thixotrop und rheopex.


THIXOTROPIE UND RHEOPEXIE 

Einige Flüssigkeiten zeigen eine zeitabhängige Viskositätsänderung unter konstanter Scherbelastung. Dabei sind zweierlei Kategorien zu unterscheiden:

Thixotropie
Wie in der Abbildung unten dargestellt, sinkt die Viskosität einer thixotropen Flüssigkeit bei konstanter Scherung.

Rheopexie
Im Vergleich zur thixotropen Flüssigkeit verläuft die Hysteresekurve einer rheopexen Flüssigkeit praktisch in entgegengesetzter Richtung. Hier steigt die Viskosität der Flüssigkeit bei konstanter Scherbeanspruchung. Siehe Abbildung unten.

Sowohl Thixotropie als auch Rheopexie können in jeder beliebigen Kombination mit den zuvor im Einzelnen dargestellten Varianten des Fließverhaltens auftreten – oder nur bei bestimmten Scherraten. Der Faktor Zeit wirkt sich äußert variabel aus, manche Fluide erreichen ihre Endviskosität binnen weniger Sekunden, andere wiederum benötigen einige Tage.

Rheopexe Flüssigkeiten trifft man relativ selten an. Thixotropes Verhalten ist jedoch häufig bei Materialien wie Fetten, schweren Druckfarben und Lacken zu beobachten.

Bei wechselnden Scherraten reagiert eine thixotrope Flüssigkeit wie in der Abbildung unten dargestellt. Die Darstellung der Schubspannung, abhängig von der Schergeschwindigkeit, zeigt die aufgenommenen Messwerte bei Erhöhung der Schergeschwindigkeit bis zu einem gewissen Punkt und anschließender, plötzlicher Verringerung der Schergeschwindigkeit zurück zum Anfangspunkt. Zu beachten ist dabei, dass die Auf- und Abwärtskurven dabei nicht übereinstimmen. Diese sogenannte Hysteresisschleife wird durch den zeitabhängigen Einfluss der Schergeschwindigkeit auf die Viskosität verursacht. Solche Effekte können umkehrbar oder auch nicht umkehrbar sein; einige thixotrope Flüssigkeiten erreichen ihre ursprüngliche Viskosität, wenn man sie nach Einbringung einer Scherbelastung für eine gewisse Zeit ungestört stehen lässt. Andere erreichen ihren Ursprungswert nie wieder.

Rheopexy Chart

Das rheologische Verhalten kann selbstverständlich weitreichende Auswirkungen auf das Verfahren zur Messung der Viskosität haben. Über diese Effekte und mögliche Umgangsweisen damit werden wir später noch genauer eingehen.


LAMINARE UND TURBULENTE STRÖMUNG


Bereits die Definition von Viskosität weist auf die Existenz eines Verhaltens hin, das als laminare Strömung bezeichnet wird: die Bewegung von Flüssigkeitsschichten, die aneinander abgleiten, ohne dass Material zwischen ihnen übertragen wird. Viskosität ist die Reibung zwischen diesen Schichten.

Abhängig von verschiedenen Faktoren gibt es eine bestimmte Maximalgeschwindigkeit, mit der sich eine Flüssigkeitsschicht in Relation zu einer anderen bewegen kann, bei deren Überschreiten eine tatsächliche Übertragung von Masse stattfindet. Dies wird als Turbulenz bezeichnet. Moleküle oder größere Partikel wirbeln zwischen den Schichten hin und her und bauen dabei eine beträchtliche Menge an Energie ab. Im Endergebnis ist eine größere Energiezufuhr erforderlich, um die Geschwindigkeit der Laminarströmung bei dieser Wirbelströmung beizubehalten.

Der erhöhte Energieeintrag zeigt sich in einer scheinbar größeren Schubspannung als diejenige, die unter den Bedingungen der Laminarströmung bei gleicher Scherrate beobachtet werden könnte. Dies führt zu einem irrtümlich hohen Viskositätsmesswert.

Der Punkt, an dem sich die laminare zu einer turbulenten Strömung entwickelt, ist von anderen Faktoren als der Geschwindigkeit abhängig, mit der sich die Schichten bewegen. Sowohl die Viskosität und das spezifische Gewicht als auch die Geometrie von Spindel und Probenbehälter des Viskosimeters haben Einfluss auf den Zeitpunkt, an dem dieser Übergang stattfindet.

Dabei ist darauf zu achten, dass zwischen den turbulenten Strömungsverhältnissen und dem dilatanten Fließverhalten unterschieden wird. Im Allgemeinen nimmt die Viskosität dilatanter Stoffe bei Einwirkung höherer Scherraten stetig zu; turbulente Strömung ist durch einen relativ plötzlichen und erheblichen Anstieg der Viskosität oberhalb einer bestimmten Scherrate gekennzeichnet. Das Fließverhalten des Stoffes kann unterhalb dieses Punktes newtonsch oder nichtnewtonsch sein.

Da Viskosimeter von Brookfield in der Regel bei verhältnismäßig niedrigen Scherraten arbeiten, ist das Auftreten turbulenter Strömungen eher unwahrscheinlich, falls Sie keine Viskositäten unterhalb von 15 cP mit einem Viskosimeter der LV-Serie oder von 85 cP mit anderen Modellen messen. Je höher die Viskosität einer Flüssigkeit, umso weniger wahrscheinlich ist das Auftreten von Turbulenzen. Werden Verwirbelungen bei Messen niedrigviskoser Flüssigkeiten beobachtet, lassen sich diese meist mithilfe des optionalen UL Adapter™ beseitigen.

WELCHE FAKTOREN BEEINFLUSSEN DIE RHEOLOGISCHE EIGENSCHAFT?

Die Viskositätsdaten fungieren oft als „Fenster“, durch das die anderen Eigenschaften eines Stoffes beobachtet werden können. Die Viskosität lässt sich leichter messen als einige der Eigenschaften, durch die sie beeinflusst wird, was sie zu einem wertvollen Instrument bei der Charakterisierung von Werkstoffen macht. Weiter oben in diesem Kapitel haben wir verschiedene Arten rheologischen Verhaltens erörtert und deren Identifizierung beschrieben. Nachdem Sie bei einem Stoff ein bestimmtes rheologisches Verhalten festgestellt haben, werden Sie sich sicherlich fragen, was diese Informationen in Bezug auf dessen sonstige Eigenschaften bedeuten. Auf Basis der Informationen, die wir aus der langjährigen Zusammenarbeit mit unseren Kunden gesammelt haben, soll Ihnen dieser Abschnitt als „Anreiz“ dienen, über die Geheimnisse nachzudenken, die Ihr Viskosimeter für Sie lüften kann.

Temperatur
Einer der naheliegendsten Faktoren, die eine Auswirkung auf das rheologische Verhalten eines Stoffes haben können, ist die Temperatur. Manche Stoffe sind sehr temperaturempfindlich, so dass bereits eine relativ kleine Abweichung zu einer signifikanten Veränderung der Viskosität führt. Andere wiederum sind verhältnismäßig unempfindlich. Die Berücksichtigung des Temperatureinflusses auf die Viskosität ist von wesentlicher Bedeutung bei der Beurteilung von Stoffen, die bei der Verwendung oder Verarbeitung gewissen Temperaturschwankungen unterliegen. Beispiele hierfür sind Motorenöle, Schmierfette und Schmelzkleber.

Scherrate
Nichtnewtonsche Flüssigkeiten sind in der realen Welt tendenziell eher die Regel als die Ausnahme, weshalb es für jeden praktischen Anwender rheologischer Daten unerlässlich ist, sich mit den Auswirkungen der Scherrate auf eine Flüssigkeit auseinanderzusetzen. Beispielsweise wäre es katastrophal, würde man versuchen, eine dilatante Flüssigkeit durch ein System zu pumpen, nur um anschließend festzustellen, dass sie sich in der Pumpe verfestigt und damit den gesamten Prozess schlagartig zum Erliegen bringt. Obgleich es sich dabei um ein extremes Beispiel handelt, darf die Tragweite der Auswirkungen der Scherrate nicht unterschätzt werden.

Ist ein Stoff bei der Verarbeitung oder Verwendung wechselnden Scherraten ausgesetzt, muss dessen Viskosität bei den geplanten Scherraten bekannt sein. Sind diese nicht bekannt, müssen sie geschätzt werden. Die Viskositätsmessungen sind dann bei Scherraten durchzuführen, die möglichst nahe an den geschätzten Werten liegen.

Oft ist es nicht möglich, sich bei der Messung den prognostizierten Scherraten anzunähern, da diese Werte außerhalb des Scherratenbereichs des Viskosimeters liegen. In diesen Fällen müssen die Messungen bei mehreren Scherraten durchgeführt und die Daten anschließend auf die prognostizierten Werte hochgerechnet werden. Dies ist zwar nicht die genaueste Methode zur Erfassung dieser Daten, aber oft die einzig verfügbare Alternative, vor allem dann, wenn die prognostizierten Scherraten sehr hoch sind. Viskositätsmessungen sollten grundsätzlich bei mehreren Scherraten durchgeführt werden, um rheologisches Verhalten zu erkennen, das sich auf die Verarbeitung oder den Gebrauch eines Stoffes auswirken kann. Sind die Scherratenwerte unbekannt oder nebensächlich, ist eine Kurve zur Veranschaulichung der Viskosität der Probe in Abhängigkeit von der Drehzahl in den meisten Fällen ausreichend.

Folgende Stoffe sind bei der Verarbeitung und Verwendung großen Schwankungen der Scherrate ausgesetzt und werden davon beeinflusst: Farben, Kosmetika, Flüssiglatex, Beschichtungen, bestimmte Lebensmittel und Blut im menschlichen Kreislaufsystem. Die nachfolgende Tabelle zeigt typische Beispiele für veränderliche Scherraten.