海默生Hydramotion在有機(jī)硅、硅橡膠、107膠行業(yè)應(yīng)用

107硅橡膠聚合物溶液的特性是粘度特別大,原因在于其分子鏈長度遠(yuǎn)大于溶劑分子,加上溶劑化作用,使其在流動時受到較大的內(nèi)摩擦阻力。黏性液體在流動過程中,必須克服內(nèi)摩擦阻力而做功。黏性液體在流動過程中所受阻力的大小可用粘度系數(shù)(簡稱粘度)來表示(kg·m-1·s-1)。
純?nèi)軇┱扯确从沉巳軇┓肿娱g的內(nèi)摩擦力,記作η0,107硅橡膠聚合物溶液的粘度η則是107硅橡膠聚合物分子間的內(nèi)摩擦、107硅橡膠聚合物分子與溶劑分子間的內(nèi)摩擦以及η0三者之和。在同樣溫度下,通常η>η0,相對于溶劑,溶液粘度增加的分?jǐn)?shù)稱為增比粘度,記作ηsp,即
ηsp=(η-η0)/η0
溶液粘度與純?nèi)軇┱扯鹊谋戎捣Q作相對粘度,記作ηr,即
ηr=η/η0
ηr反映的也是溶液的粘度行為;而ηsp則意味著已扣除了溶劑分子間的內(nèi)摩擦效應(yīng),僅反映了聚合物分子與溶劑分子間和聚合物分子間的內(nèi)摩擦效應(yīng)。
聚合物溶液的增比粘度ηsp往往隨質(zhì)量濃度C的增加而增加。為了便于比較,將單位濃度下所顯示的增比粘度ηsp /C稱為比濃粘度,而1nηr/C則稱為比濃粘度。當(dāng)溶液無限稀釋時,聚合物分子彼此相隔甚遠(yuǎn),他們的相互作用可忽略,此時有關(guān)系式
[η]稱為特性粘度,它反映的是無限稀釋溶液中聚合物分子與溶劑分子間的內(nèi)摩擦,其值取決于溶劑的性質(zhì)及聚合物分子的大小和形態(tài)。由于ηr和ηsp均是無因次量,因此[η]的單位是質(zhì)量濃度C單位的倒數(shù)。
在足夠稀的聚合物溶液里,ηsp/C與C和ηr/C與C之間分別符合下述經(jīng)驗關(guān)系式:
ηsp/C=[η]+κ[η]2C
lnηr/C=[η]-β[η]2C
上兩式中κ和β分別稱為Huggins和Kramer常數(shù)。這是兩直線方程,根據(jù)ηsp/C對C或lnηr/C對C作圖,外推至C=0時所得截距即為[η]。顯然,對于相同聚合物,由兩線性方程作圖外推所得截距交于同一點(diǎn),如下圖所示。
聚合物溶液的特性粘度[η]與聚合物相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系,通常用帶有倆個參數(shù)的Mark-Houwink經(jīng)驗方程式來表示:
式中是黏均相對分子質(zhì)量,K、α分別是與溫度、聚合物及溶劑的性質(zhì)有關(guān)的常數(shù),只能根據(jù)一些***實驗方法(如膜滲透壓法、光散射法等)確定。
聚乙二醇水溶液在30℃時K=12.5×106m3·kg-1,α=0.78。
本實驗采用毛細(xì)管法測定粘度,根據(jù)測量一定體積的液體流經(jīng)一定長度和半徑的毛細(xì)管需要時間而獲取。當(dāng)液體在重力作用下流經(jīng)毛細(xì)管時,其遵循Poiseuille定律:
式中:η為液體的粘度,kg·m-1·s-1;
p為當(dāng)液體流動時在毛細(xì)管兩端間的壓力差(即是液體密度ρ,重力加速度g和流經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度h這三者的乘積),kg·m-1·s-1;
r為毛細(xì)管的半徑,m;V為流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積m3;t為V體積液體的流出時間,s;l為毛細(xì)管的長度,m。
用相同黏度計在同樣前提下測量倆個液體的粘度時,他們的粘度之比就等于6密度與流出時間之比
要是用已知粘度η1的液體做為參照液體,則待測液體的粘度η2可根據(jù)上式求得。
在測量溶劑和溶液的相對粘度時,如溶液的濃度不大(C<1×10kg·m-3),溶液的密度與溶劑的密度可相似性地看做同樣,故,
因此只需測量溶液和溶劑在毛細(xì)管中的流出時間就可獲得ηr。
107硅橡膠粘度與分子量部分對照表:
粘度(CST) 分子量 參照物
1000粘度 2.5萬分子量 機(jī)油
5000粘度 5萬分子量 麥芽糖
10000粘度 6.3萬分子量 糖漿
3萬粘度 9.17萬分子量 蜂蜜
8萬粘度 11.65萬分子量 熱瀝青
10萬粘度 14萬分子量
100萬粘度 20萬分子量
500萬粘度 50萬分子量
1100萬粘度 80萬分子量
1500萬粘度 90萬分子量
2000萬粘度 100萬分子量
Hydramotion XL 振動式在線粘度計結(jié)構(gòu)簡單,測量準(zhǔn)確,沒有任何活動件,不會結(jié)垢,清洗方便。工作時,探針在等頻功率下振動,振幅根據(jù)流體粘度的不同而有所變化。處理器將捕捉到振幅改變,將信號處理成可以識別的粘度信號,顯示在顯示屏上,操作者可以連續(xù)的觀察反應(yīng)進(jìn)程狀況。

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