很多客戶,尤其是紡織化纖、合成樹脂等行業,在測量聚合物時,常常會發現用普通實驗室粘度計測量時會發生物料爬桿的現象,得不到很好的測量結果。發生這種問題的原因主要是由于物料具有粘彈性,由于韋森堡效應所引起的,與法向應力有關,由于高分子流體在流動中形成各向異性結構而產生的。當軸在液體中旋轉時,離軸越近的地方剪切速率就越大,故法向應力越大,相應的,高分子鏈的彈性恢復力就越大,于是使得熔體沿軸向上擠,就出 現了爬桿現象。
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,產生*性形變
彈性固體:受力,變形,去除外力,形變恢復
粘彈性流體:受力時產生形變,去除外力,形變部分回復,受力
時間越長,形變回復部分越少。
用普通粘度計來測量時由于爬桿現象,得到的數據經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常使測試者很困惑。
針對這類物料,不能采用同軸圓柱體轉子,zui簡單的方法是采用R/S-CPS 錐板流變儀,根據物料的粘度范圍選用CP25-1 或CP50-1 轉子,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,從曲線可以發現,該物料是假塑性流體,同時經過實驗也發現具有觸變性,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,可以獲得穩定可靠的粘度值,給生產工藝的確定提供了可靠的實驗數據。
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力和剪切率方法,可以從一定程度上限制內部結構的彈性回復對數據造成不一致的麻煩,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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