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如何用數顯旋轉粘度計測聚合物溶液的粘度?
數顯旋轉粘度計是基于ARM技術的智能化儀器,本設備采用高性能步進電機及驅動器,根據程序設定準確平穩(wěn)地運轉,電機運轉經扭矩傳感器帶動轉子恒速轉動。當轉子在被測液體中受到粘滯阻力時,力又反饋到扭矩傳感器,再經過相應的內部處理和運算,即可將被測液體的粘度數據顯示到液晶屏上。與同類儀器相比,本系列儀器具有操作便捷、讀數直觀、顯示內容豐富、測量精度高、轉速穩(wěn)定、抗干擾性能強、工作電壓寬等優(yōu)點。
按流體力學觀點可分理想流體和實際流體兩大類。理想流體在流動時無阻力,故稱為非粘性流體。實際流體流動時有阻力,即內摩擦力(或剪切應力),故又稱為粘性流體。根據作用于流體上的剪切應力與產生的剪切速率之間的關系,粘性流體又分為牛頓流體和非牛頓流體。研究流體的流動特性,對聚合物的加工工藝方面具有很強的指導意義。
聚合物溶液的粘度測試實驗原理如下:
相距為dy的兩薄層流體,下層靜止,上層有一剪切力F,使其產生一速度du。由于流體間有內摩擦力影響,使下層流體比緊帖的上一層流體的流速稍慢一些,至靜止處流體的速度為零,其流速變化呈線性,形成一速度梯度du/dy,稱之為剪切速率。根據牛頓粘性定律,施于運動面上的剪切應力τ與速度梯度du/dy成正比。
具體步驟介紹:
1.將選用的轉子旋入連接螺桿,實驗用21號轉子。
2.開機,步進電機開始工作。
3.輸入選用轉子號,當屏幕顯示為所選用轉子號時,即完成輸入。
4.選擇轉速:按TAB鍵將閃爍數位分別設置好,按轉速鍵確認。
5.量筒內加入8ml硅油,裝在量筒調節(jié)座上并用螺釘固定,旋動升降架旋鈕,使數顯旋轉粘度計緩慢下降,轉子逐漸浸入被測液體中,直至液面正好在轉子的液面標記處。
6.調整粘度計及量筒調節(jié)座上水平,使連接螺桿在量筒的中心位置。
7.按下測量鍵,適當時間后即可測得當前轉子、轉速下的粘度值和百分計標度。分別測試轉速為110RPM、130RPM、150RPM、170RPM、190 RPM時的粘度值(單位cP,1cP=1mP.s)判斷被測樣品的性質(牛頓流體還是非牛頓流體),按“選擇顯示”鍵切換成剪切應力(SS,單位為dyne/cm2)和剪切速率(SR,單位為1/秒)記錄每次對應的剪切應力和剪切速率數值,用剪切應力對剪切速率做圖,做出被測樣品的流動曲線圖。每次測量的百分計標度必須在20%-90%之間,粘度值才為正常值。每測完一個數據后,用復位鍵停止,再設置成下一個轉速測試。
8.對未知粘度樣品,選擇轉子和轉速時應根據百分計標度來判斷轉子和轉速選擇的合理性。通常高粘度樣品選擇小體積(28、29號轉子)和慢轉速,低粘度樣品選擇大體積(21、27號轉子)和快轉速。當估計不出被測樣品的大致粘度時,應先設定為較高粘度,試用小體積和慢轉速再到大體積快轉速,每次測量根據百分計標度是否在20%-90%之間,判斷選擇的合理性。
9.數據分析。