A viscosidade representa o atrito interno entre camadas fluidas adjacentes submetidas a uma força de cisalhamento. No ambiente industrial, duas técnicas clássicas e normatizadas cobrem demandas complementares de caracterização: o Copo Ford, focado na viscosidade cinemática de escoamento para tintas e revestimentos, e o Viscosímetro Capilar de Ubbelohde, focado na viscosidade intrínseca (IV) de macromoléculas em solução diluída.
Princípio Operacional do Copo Ford (ASTM D1200 / NBR 5849)
O Copo Ford é um dispositivo de escoamento por gravidade constituído por um copo metálico de geometria cônica usinado em alumínio ou latão com orifício calibrado em sua base. Existem quatro orifícios padrão (nº 1, 2, 3 e 4), cada um com faixa de medição específica:
- Copo Ford nº 2: Faixa de 25 a 120 cSt (diâmetro do orifício ~2,53 mm).
- Copo Ford nº 3: Faixa de 40 a 220 cSt (diâmetro do orifício ~3,40 mm).
- Copo Ford nº 4: Faixa de 70 a 370 cSt (diâmetro do orifício ~4,12 mm) — o orifício mais empregado na indústria de tintas.
O ensaio consiste em encher o copo até o nível da borda superior, retirar o dedo que veda o orifício e acionar simultaneamente um cronômetro calibrado. O tempo de escoamento em segundos (t) é registrado no instante exato da primeira quebra contínua no fio de líquido e convertido para viscosidade cinemática em centistokes (cSt) por equações polinomiais de calibração.
Viscosidade Intrínseca e o Peso Molecular do PET (ASTM D4603)
Em materiais termoplásticos como Poli(tereftalato de etileno) - PET e Poliamidas (PA), a viscosidade intrínseca (IV expressa em dL/g) é o parâmetro técnico regulatório exigido por convertedores de garrafas, tecidos e embalagens de alimentos:
- A resina seca é solubilizada em uma mistura de solventes rigorosamente controlada (ex.: 60/40 fenol/1,1,2,2-tetracloroetano).
- A solução polimérica diluída é introduzida em um tubo viscosimétrico capilar de Ubbelohde imerso em banho termostático a 30,0 ± 0,1°C.
- Mede-se o tempo de queda do solvente puro (t₀) e da solução (t), calculando-se a viscosidade relativa (η_r = t / t₀) e aplicando a equação de Billmeyer para obter a Viscosidade Intrínseca.
Resinas de PET virgem para refrigerantes carbonatados exigem tipicamente IV entre 0,80 e 0,84 dL/g; resinas para água mineral operam entre 0,74 e 0,78 dL/g; e resinas recicladas com IV abaixo de 0,70 dL/g indicam hidrólise severa ou contaminação, exigindo pós-condensação no estado sólido (SSP).