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烏氏粘度計的原理及影響因素

更新時間:2023-04-27      點擊次數(shù):1532

烏氏粘度計的原理及影響因素


烏氏粘度計(UbbcloHde Viscometer)是一種重力型的毛細管粘度計,是基于相對測量法的原理而設(shè)計的,也即依據(jù)液體在毛細管中的流出速度,來測量液體的特性粘度( 也稱為極限粘度)。


一、粘度的定義

當流體受外力作用產(chǎn)生流動時,在流動著的液體層之間存在著切向的內(nèi)部摩擦力,如果要使液體通過管子,必須消耗一部分功來克服這種流動的阻力。在流速低時管子中的液體沿著與管壁平行的直線方向前進,靠近管壁的液體實際上是靜止的,與管壁距離愈遠,流動的速度也愈大。流層之間的切向力f與兩層間的接觸面積A和速度差。Δv成正比,而與兩層間的距離Δx成反比,式中,η是比例系數(shù),稱為液體的粘度系數(shù),簡稱粘度。

高聚物與黏均摩爾質(zhì)量

高聚物摩爾質(zhì)量不僅反映了高聚物分子的大小,而且直接關(guān)系到它的物理性能,是個重要的基本參數(shù)。與一般的無機物或低分子的有機物不同,高聚物多是摩爾質(zhì)量大小不同的大分子混合物,所以通常所測高聚物摩爾質(zhì)量是一個統(tǒng)計平均值。測定高聚摩爾質(zhì)量的方法很多,而不同方法所得平均摩爾質(zhì)量也有所不同。比較起來,粘度法設(shè)備簡單,操作方便,并有很好的實驗精度,是常用的方法之一。用該法求得的摩爾質(zhì)量成為粘均摩爾質(zhì)量。

二、特性粘數(shù)與聚合物分子量的關(guān)系

對于給定聚合物在給定的溶劑和溫度下,特性粘數(shù)[η]的數(shù)值僅由給定聚合物的分子量所決定,[η]與給定聚合物的粘均分子量Mh的關(guān)系可以由Mark-Houwink方程表示:

其中:K —— 比例常數(shù);α —— 擴張因子,與溶液中聚合物分子鏈的形態(tài)有關(guān);Mη —— 粘均分子量。

  K、α與溫度、聚合物種類和溶劑性質(zhì)有關(guān),K值受溫度的影響較明顯,而α值主要取決于聚合物分子鏈線團在溶劑中舒展的程度,一般介于0.5~1.0之間。在一定溫度時,對給定的聚合物-溶劑體系,一定的分子量范圍內(nèi)K、α為一常數(shù),[η]只與分子量大小有關(guān)。K、α值可從有關(guān)手冊中查到,或采用幾個標準試樣由上式進行確定,標準試樣的分子量由絕對方法(如滲透壓和光散射法等)確定。

三、特性粘數(shù)的影響因素

(1)分子量:線型或輕度交聯(lián)的聚合物分子量增大,特性粘度[η]增大。

(2)分子形狀:分子量相同時,支化分子的形狀趨于球形,特性粘度[η]較線型分子的小。

(3)溶劑特性:聚合物在良溶劑中,大分子較伸展,特性粘度[η]較大,而在不良溶劑中,大分子較卷曲,特性粘度[η]較小。

(4)溫度:在良溶劑中,溫度升高,對特性粘度[η]影響不大,而在不良溶劑中,若溫度升高使溶劑變?yōu)榱己茫瑒t特性粘度[η]增大。



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