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針對粘彈性體物料的粘度測量方法

閱讀:838      發(fā)布時間:2013-11-20
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   很多客戶,尤其是紡織化纖、合成樹脂等行業(yè),在測量聚合物時,常常會發(fā)現(xiàn)用普通實驗室粘度計測量時會發(fā)生物料爬桿的現(xiàn)象,得不到很好的測量結(jié)果。發(fā)生這種問題的原因主要是由于物料具有粘彈性,由于韋森堡效應(yīng)所引起的,與法向應(yīng)力有關(guān),由于高分子流體在流動中形成各向異性結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的。當(dāng)軸在液體中旋轉(zhuǎn)時,離軸越近的地方剪切速率就越大,故法向應(yīng)力越大,相應(yīng)的,高分子鏈的彈性恢復(fù)力就越大,于是使得熔體沿軸向上擠,就出 現(xiàn)了爬桿現(xiàn)象。
什么是粘彈性流體?有粘性液體和彈性固體的特性
    粘性液體:受力,流動,產(chǎn)生*性形變
    彈性固體:受力,變形,去除外力,形變恢復(fù)
    粘彈性流體:受力時產(chǎn)生形變,去除外力,形變部分回復(fù),受力
    時間越長,形變回復(fù)部分越少。


    用普通粘度計來測量時由于爬桿現(xiàn)象,得到的數(shù)據(jù)經(jīng)常是大于真實的粘度值,同時這類物料實際又是假塑性剪切變稀的,因此對這類物料的特性經(jīng)常使測試者很困惑。
    針對這類物料,不能采用同軸圓柱體轉(zhuǎn)子,zui簡單的方法是采用R/S-CPS 錐板流變儀,根據(jù)物料的粘度范圍選用CP25-1 或CP50-1 轉(zhuǎn)子,可以先做一下剪切率掃描,得到基本的流變曲線,然后根據(jù)情況確定zui后的測量條件,一般建議采用低剪切率進行測量,如下圖所示,是一個聚合物在不同聚合條件下的流變曲線,從曲線可以發(fā)現(xiàn),該物料是假塑性流體,同時經(jīng)過實驗也發(fā)現(xiàn)具有觸變性,zui后確定在較低剪切率(該樣品采用8 S-1)的條件下進行測量,可以獲得穩(wěn)定可靠的粘度值,給生產(chǎn)工藝的確定提供了可靠的實驗數(shù)據(jù)。
    對于粘彈性體或凝膠類樣品(高分子聚合度高,濃度高)來說,采用錐板流變儀不斷線性增加和降低樣品受到的應(yīng)力和剪切率方法,可以從一定程度上限制內(nèi)部結(jié)構(gòu)的彈性回復(fù)對數(shù)據(jù)造成不一致的麻煩,因此使用R/S流變儀是更適合該樣品的測試,具體測量的條件:可以采用剪切率掃描進行流變曲線測試,或者選用一個比較低的剪切率(0-20 /S)進行一段時間的測量,再取平均值。

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