用旋转粘度计测定聚合物溶液的粘度

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1、实验一用旋转粘度计测定聚合物溶液的粘度按照流体力学的观点，流体可分为理想流体和实际流体两大类。理想流体在流动时无阻力，故称为非粘性流体。实际流体流动时有阻力，即内摩擦力（或剪切应力），故又称为粘性流体。根据作用于流体上的剪切应力与产生的剪切速率之间的关系，粘性流体又分为牛顿流体和非牛顿流体。研究流体的流动特性，对聚合物的加工工艺方面具有很强的指导意义。一、实验目的：1.掌握粘度的概念，了解粘度的测量的意义。1．学会使用NDJ-5S型或DV-1型数字式旋转粘度计。2．测试恒温条件下不同转速时的粘度值，判断流体的性质，二、实验原理：1.牛顿

2、流体和非牛顿流体的粘度相距为dy的两薄层流体，下层静止，上层有一剪切力F，使其产生一速度du。由于流体间有内摩擦力影响，使下层流体比紧帖的上一层流体的流速稍慢一些，至静止处流体的速度为零，其流速变化呈线性，形成一速度梯度du/dy，称之为剪切速率。根据牛顿粘性定律，施于运动面上的剪切应力τ与速度梯度du/dy成正比。即：duFA/dy式中，du/dy为剪切速率，用γ表示；η为比例常数，称为粘度系数，简称粘度。上式可简写为：τ=ηγ以剪切应力τ对剪切速率γ作图，所得图线称为剪切流动曲线，简称流动曲线。（1）牛顿流体的流动曲线是通过

3、坐标原点的一直线，其斜率即粘度，即牛顿流体的剪切应力与剪切速率完全服从牛顿粘性定律。如水、酒精、醇类等属牛顿流体（2）非牛顿流体的流动曲线不是直线或虽为直线但不通过坐标原点，粘度随剪切速率的改变而改变，这时粘度称为表观粘度。聚合物浓溶液、熔融体、悬浮液等属此类。2.粘度的实际意义（1）粘度计的概念粘度近似于我们通常所说的粘稠度，也就是流体的分子层之间在相互运动时产生的阻力。粘度的概念和数学模型早在19世纪就由著名的物理学家和数学家牛顿建立起来了。但测定粘度的仪器则是在二十世纪由美国的Brookfield先生发明1的。粘度是液体（流体）的

4、重要物理性能参数。（2）粘度计的种类a.旋转粘度计：布氏粘度计及国内标准中的NDJ系列.还有一种连续追糊化过程中粘度变化最常用的布拉班德粘度计据说也是同样原理。b.毛细管型：乌氏、品氏、芬氏、逆流等多种形式，c.杯型：恩氏粘度计、美国的福特杯、日本察恩杯和我国的涂-4杯。d.落球型：e.其它：一种可以测量在加热炉中熔化的玻璃或陶瓷液滴的粘度，可以进行粘度、表面张力和接触角测量，温度范围从室温到1000℃或2100℃。（3）为什么需要测粘度？a.改善产品品质的需要---中间体和最终产品质量控制举例：洗发香波：在瓶子里，需要高粘度，施以剪切

5、之牛顿流体）。b.化工工艺设计的需要---化工传质过程设计的需要举例：高粘度流体需要较大的离心泵才能传输。c.新材料，新工艺科学研究的需要航空航天材料，汽车涂料，印刷油墨等得研究生产。粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。粘度大表现内摩擦力大，分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大。粘度对各种润滑油、质量鉴别和确定用途，及各种燃料用油的燃烧性能及用度等有决定意义。在同样馏出温度下，以烷烃为主要组份的石油产品粘度低，而粘温性较好，即粘度指数较高，也就是粘度随温度变化而改变的幅度较小；含环烷烃（或芳烃）组份较

6、多的油品粘度较高，即粘温性较差；含胶质和芳烃较多油品粘度最高，粘温性2最差，即粘度指数最低。粘度常用运动粘度表示，单位mm/ｓ。重质燃料油粘度2大，经预热使运动粘度达到18~20mm/ｓ（40℃），有利于喷油嘴均匀喷油(1)动力粘度：ηt是二液体层相距1厘米，其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/厘米•秒。1克/厘米•秒=1泊，一般：工业上动力粘度单位用泊来表示。(2)运动粘度：在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动2粘度单位为斯，即每秒平方米(m/s)，实际测定中常用厘斯，(cst

7、)表示厘斯的单位为2每秒平方毫米(即1cst=1mm/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法(3)条件粘度：指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有以下三种：①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、280℃、100℃)下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘度的单位为条件度。②赛氏粘度

8、，即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样，在规定温度下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。③雷氏粘度即雷