Un viscosimètre capillaire est un instrument utilisé pour mesurer la viscosité, ou l’épaisseur, d’un liquide en mesurant combien de temps il faut au liquide pour s’écouler à travers un tube de petit diamètre, ou capillaire. Le temps d’écoulement, ou d’efflux, est directement proportionnel à la viscosité cinématique du liquide et peut être converti directement en viscosité à l’aide d’un facteur de conversion unique à chaque instrument. La viscosité dépend généralement de la température, de sorte que le viscosimètre capillaire est généralement utilisé dans un bain-marie à température contrôlée réglé à une température spécifique.
La viscosité peut être considérée comme le frottement interne d’un liquide, ou sa tendance à résister à l’écoulement. La viscosité est donc une propriété importante des fluides. C’est un problème critique dans les lubrifiants, les peintures, les boissons et dans tous les cas où un liquide doit être transféré, agité ou manipulé.
Un viscosimètre capillaire peut prendre plusieurs modèles, mais le plus courant est le viscosimètre en forme de U ou Ostwald, dont les types Cannon-Fenske et Ubbelohde sont typiques. Un viscosimètre capillaire Cannon-Fenske est un tube de verre en forme de U portant deux ampoules ou chambres de verre sur un bras, séparés par une longueur calibrée de tube capillaire. Une autre ampoule est faible sur l’autre bras, auquel l’échantillon est chargé. L’échantillon et le viscosimètre capillaire sont ensuite suspendus dans un bain d’eau à température fixe et laissés à l’équilibre thermique.
Une fois l’équilibre thermique atteint, l’échantillon est aspiré dans la chambre supérieure et le test commence. L’échantillon d’essai est autorisé à s’écouler de la chambre supérieure vers la chambre inférieure à travers le capillaire, et le temps d’écoulement, ou le temps qu’il faut pour traverser la longueur du capillaire, est mesuré. Les viscosimètres capillaires sont livrés avec un facteur de conversion fourni par le fabricant qui permet de calculer la viscosité cinématique directement à partir du temps d’écoulement.
Pour les liquides à viscosité élevée, des solutions de ces substances dans un solvant approprié peuvent être utilisées et des mesures des viscosités des solutions à diverses concentrations déterminées. La construction d’un graphique traçant le pourcentage de concentration en fonction de la viscosité permet de trouver la viscosité du liquide pur en extrapolant le graphique à une concentration de solvant nulle.
Dans le système Standard International (SI), la viscosité est mesurée en unités de Pa*s, ou Pascal secondes. C’est assez élevé pour la plupart des liquides, cependant, et il est plus courant de mesurer les viscosités en unités de mPa*s, ou milli-Pascal*seconde, qui est un millième de Pascal*seconde. Dans le système cgs, toujours utilisé par l’American Society of Testing and Materials, l’unité de viscosité est le poise, ou plus généralement, le centipoise (cP), qui est un centième de poise. Le système SI et le système cgs sont tous deux basés sur le système métrique, donc la conversion entre eux est simple, et 1 cP est égal à 1 mPa*s.