流变特性与颗粒参数的关系研究(1)

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1、专题报道流变特性与颗粒参数的关系研究影响悬浮体系流变性能的因素有颗粒大小、颗粒粒径分布、填位。zeta电位是衡量颗粒边界带静电荷充颗粒的体积含量，以及衡量体系内部颗粒带电荷量参数的zeta电量的指标，另外还包含溶剂化离子。所位等。本文主要研究了体系流变性能特别是粘度与颗粒粒径参数、以，测得的zeta电位只能是整个体系的zeta电位之间的关系。以帮助制造商们提供相关信息，并依此适当电位。体系具有高zeta电位，不论是正控制产品参数，获得具有合适粘度的产品。值还是负值，表明颗粒间有较强的排斥力，而zeta电位低，则这种斥力较弱

2、，文/Dr.AdrianHill，StephenCarrington且可能弱于范德华力引力。接下来的部分具体讨论粒径、粒径分布、体积分数和zeta电位对体系粘度的影响。悬浮/分散体系的流变特性与许多变参数可通过毛细管流变仪或旋转流变颗粒粒径产品参数有直接的关系，比如，食品的仪来测得，这主要根据材料性质和所需如果体系内颗粒总质量不变，颗粒流变性能直接影响其口感和铺展性；而数据而定。粒径变小，其效果相当于增加颗粒数量。油漆涂料的粘度必须与它的实际应用相剪切速率为材料的形变速率。对在一定剪切速率范围内，这种效果对粘关联，以获得最

3、佳使用性能。因此，制于某些工艺过程，诸如喷雾，对材料施度的影响如图1所示。5-1造商们需要了解这方面的知识，进而更加的剪切速率非常高（>10s）；再比好的测量、控制产品的流变性能。如泵输送或涂膜过程，剪切速率非常低-1-1影响悬浮体系流变性能的因素有颗（10~10s）。材料在小的板间距内，受粒大小、颗粒粒径分布和填充颗粒的体到一个快速施加的外力，则产生较高的积含量。另外，zeta电位，作为衡量体剪切速率。系内部颗粒带电荷量参数，也会影响到剪切速率不断增大，如果流体的粘图1.粒径对悬浮体系粘度的影响。体系的流变特性。本文主要

4、研究了体系度保持不变，则被称为牛顿流体，而对流变性能特别是粘度与颗粒粒径参数、于非牛顿流体，性质却不同，可分为两该实验体系为填充胶乳粒子的压敏zeta电位之间的关系。目的是为制造商类：剪切变稀和剪切增稠。对于剪切变性黏合剂。此图表明：一、该体系呈现们提供相关信息，并依次适当控制产品稀流体，正如其名，其粘度会随剪切速剪切变稀行为，即粘度随剪切速率增大参数以获得具有合适粘度的产品。本文率增大而降低。而降低；二、粒径越小，体系粘度越大，对一些常用的流变参数进行了大概的描材料经过剪切，结构破坏，流动性这正如上面所述，若其它变量不变

5、，降述，并对关键点配有相关实例数据分析。提高，而大多数流体和类固体都有此类低颗粒粒径相当于增加颗粒数量，从而粘度，通常被认为“粘稠度”，用现象。与此相反，具有剪切增稠的材料增强了颗粒间的相互作用强度，降低了以描述对流动的阻碍性。当对流体施加粘度随剪切速率增大而增大。体系的流动性。剪切时，即施加一个外力使其流动，具对于悬浮体系来说，颗粒的体积含从图中可以清楚地看到，当剪切速有高粘度的流体较难流动，而低粘度的量和最大填充体积分数也是影响体系粘率增大时，这种由于粒径变小而引起的流体则容易流动。粘度连同其他一些流度的重要因素，最大

6、体积分数（流体可效应在减弱，这表明任何颗粒间的相互被填充的颗粒的最大体积）被认为是颗作用力都相对较弱，在高剪切速率下都粒所占的自由空间体积数。其对体系粘容易破坏。Dr.AdrianHill，流变测量技术专家；Dr.StephenCarrington，马尔文仪器有限公度影响，下面讨论会涉及到。滑石粉/环氧体系的流变数据如图2司流变产品部经理。另外一个需要考虑的参数是zeta电所示。体系在不含滑石粉的情况下，表06/2008实验与分析19专题报道现为牛顿流体。而加入大颗粒的滑石粉后，体系仍表现为牛顿流体。但是，体系在加入细颗粒

7、的滑石粉后，粘度明显增大，特别是在低剪切速率下。究其原因是因为颗粒间的胶质斥力使得流体内图3.不同固体颗粒含量下，粘度随剪切图4.体系粘度与颗粒粒径分散度的关系。部出现一定结构，从而阻碍了流动。与速率的变化关系。前面例子一致，相对较弱的结构在高剪作用增强，流动阻力增大。尽管如此，拓宽粒径分布来实现，与此相反，缩小切下破坏，使得体系呈现剪切变稀行为。这种颗粒间的相互作用力在高剪切下还粒径分布将增大体系粘度。是会破坏的。当含量超过50%，并接近最大体积Zeta电位分数时，流动行为出现转变。固含量增悬浮体系中的粒子受到静电力、范

8、大，由于颗粒聚集增多而使得粒子的自德华力和重力的作用。一般来说，对于由运动受到阻碍，此时体系内部可看作粒径小于1微米的颗粒，由于质量非常相当“拥挤”。当剪切速率增大时，颗小，重力可忽略。通过zeta电位表示图2.颗粒粒径对体系流动性能的影响。粒试图快速移动，从而越发使得体系变的静电力，产生颗粒间的排斥力