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乌氏粘度计原理及粘度测试注意事项

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发表于 2018-6-8 09:26:02 | 显示全部楼层 |阅读模式



当流体受外力作用产生流动时,在流动着的液体层之间存在着切向的内部摩擦力,如果要使液体通过管子,必须消耗一部分功来克服这种流动的阻力。在流速低时管子中的液体沿着与管壁平行的直线方向前进,最靠近管壁的液体实际上是静止的,与管壁距离愈远,流动的速度也愈大。 流层之间的切向力f与两层间的接触面积A和速度差Δv成正比,而与两层间的距离Δx成反比: 式中,η是比例系数,称为液体的粘度系数,简称粘度。




高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是个重要的基本参数。与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物,所以通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。
测定高聚摩尔质量的方法很多,而不同方法所得平均摩尔质量也有所不同。比较起来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。用该法求得的摩尔质量成为粘均摩尔质量。

常见粘度符号、名称与物理意义:
η0:纯溶剂的粘度,溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的粘度。
η  :溶液的粘度,溶剂分子与溶剂分子之间、高分子与高分子之间和高分子与溶剂分子之间三者内摩擦的综合表现。
ηr :相对粘度,ηr=η/η0,溶液粘度对溶剂粘度的相对值。
ηsp:增比粘度,ηsp= (η-η0) / η0 = (η / η0)-1 = ηr -1,反映了高分子与高分子之间,纯溶剂与高分子之间的内摩擦效应 。
ηsp/C:比浓粘度,单位浓度下所显示出的粘度 。
[η] :特性粘度,反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦

高分子物质的特性黏度定义为[η]=lim ηsp/c 【c->0】。它是用Ln(ηsp/c) 对c作图,该直线的外推值即为特性黏度[η],其量纲为dl/g。式中ηsp 为增比黏度,c为聚合物溶液的质量浓度,单位为g/ml。增比黏度 ηsp=(η-η0)/η =(t-t0)/t0 。式中,η、η0 分别为聚合物溶液和纯溶剂的黏度;t、t0分别为用黏度计测定的聚合物溶液浓度和纯溶剂的流出时间,单位是s。在分析测试中,将样品溶解在特定溶剂中,配成一定浓度的聚合物溶液。保持体温,用黏度计分别测定纯溶剂和溶液的流出时间,即可得到样式的增比黏度 和相对黏度。
通过测定的增比黏度,用哈根斯方程式ηsp/c=[η]+k’[η]^2*c可以计算它的特性黏度。式中,k’为哈金斯常数。另外,还可以通过测定得到的相对黏度ηr计算确定特性黏度,其计算式为[η]=F/M ,其中,m是称取的聚酯样品质量,单位是mg。为方便计算,把不同的相对黏度ηr所对应的F值列表,通过查表可以得到不同ηr 值对应的F值。特性黏度与聚合物分子的质量有关,其关系式:[η]=K*M,通过这个关系式可以根据特性黏度计算聚合物的分子质量。其中,K和a是在一定温度下某聚合物溶质体系的特征性指数,他们取决于聚合物在荣治理的形态,它是聚合物链断语溶剂分子间相互作用力的反映。K和a值需要通过实验确定。

粘度测定注意事项
1.被测液体的温度: 许多用户忽视这一点,认为温度差一点无所谓,我们的实验证明:当温度偏差0.5℃ 时,有些液体粘度值偏差超过5% ,温度偏差对粘度影响很大,温度升高, 粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近,对精确测量不能超过0.1℃,最好不要超过0.05℃。
2.毛细管乌氏粘度计的清洁程度:乌氏粘度计第一次使用前以及每次实验之后都必须彻底清洗并烘干,保证粘度实验过程中乌氏粘度计清洁。
3.样品的溶解:用于粘度测定实验的溶液样品必须彻底溶解,无细小颗粒。
4.粘度实验人员的操作手法:实验过程中乌氏粘度计必须保持直立,将溶液或纯溶剂倒入乌氏粘度计时注意不能产品气泡,实验过程中恒温槽内的恒温介质(一般是水)必须高于乌氏粘度计的测量球等。






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