非牛頓液體的粘度可以通過旋轉粘度計測量，但需結合其剪切速率依賴性調整測試方法。以下是具體測量步驟和注意事項：

一、測量原理

旋轉粘度計通過測量轉子在液體中旋轉時受到的扭矩，結合轉子的幾何參數和轉速，計算表觀粘度（η）。對于非牛頓流體，需在不同剪切速率（$\dot{\gamma }$）下測量粘度（η），繪制流變曲線（η vs. $\dot{\gamma }$），以表征其非牛頓行為（如剪切變稀/稠）。

二、測量步驟

1. 選擇轉子與轉速
   • 轉子類型：優先選用錐板轉子（適用于低粘度樣品）或同軸圓柱轉子（適用于高粘度樣品），避免邊緣效應。
   • 轉速范圍：設定多個轉速（如從0.1到100 rpm），覆蓋預期的剪切速率范圍。
2. 樣品準備
   • 均勻性：確保樣品無氣泡、未分層，必要時通過攪拌或離心預處理。
   • 溫度控制：非牛頓流體粘度對溫度敏感，需在恒溫槽（如25℃）中測試。
3. 測試流程
   • 預剪切：在最低轉速下啟動，避免初始結構破壞（尤其對觸變性流體）。
   • 階梯式測試：逐步增加轉速，記錄每個轉速下的穩定扭矩值（通常需等待1-2分鐘）。
   • 降速測試（可選）：反向降低轉速，觀察觸變性（如粘土懸浮液）。
4. 數據處理

   • 計算各剪切速率下的表觀粘度：
     η=K⋅γ˙?T?
     其中，$T$為扭矩，$K$為儀器常數，$\dot{\gamma }$為剪切速率（與轉速相關）。

   • 繪制流變曲線，判斷流體類型（如假塑性、脹塑性、觸變性等）。

三、關鍵注意事項

1. 剪切速率范圍：
   • 確保測試覆蓋流體從牛頓區（如低剪切速率）到非牛頓區的轉變。
   • 避免過高剪切速率導致結構破壞（如聚合物降解）。
2. 儀器限制：
   • 旋轉粘度計通常適用于中低粘度非牛頓流體（如<100 Pa·s）。
   • 高粘度樣品（如牙膏）可能需要配備專用轉子或改用流變儀。
3. 數據可靠性：
   • 重復測試3次以上，驗證結果重現性。
   • 若扭矩讀數波動大，可能因流體結構不穩定，需優化測試條件。
4. 與流變儀的區別：

   • 旋轉粘度計提供穩態粘度數據，而高級流變儀可測量動態模量（如振蕩模式）。

   • 對復雜流體（如粘彈性材料），建議結合流變儀進一步分析。

四、典型非牛頓流體測試示例

• 番茄醬（假塑性流體）：
  • 低剪切速率下粘度高（如靜止狀態），高剪切速率下變稀（如傾倒時）。
  • 測試需覆蓋0.1-100 s?¹剪切速率，觀察粘度下降曲線。
• 脹塑性流體（如淀粉糊）：

  • 隨剪切速率增加，粘度上升，需避免過高轉速導致轉子過載。

五、替代方案

若實驗室條件允許，可優先使用控制應力流變儀或毛細管流變儀，直接控制剪切應力或速率，更精準表征非牛頓行為。旋轉粘度計作為快速篩查工具仍具有實用價值。

通過合理設計實驗，旋轉粘度計可有效用于非牛頓流體的粘度測量，但需結合流變學分析以全面理解其流動特性。