聚合物溶液粘度的测定

聚合物溶液粘度的测定

实验7

聚合物溶液粘度的测定

一． 实验目的

1． 了解旋转粘度计的构造和测定流体粘度的原理。

2． 掌握流体粘度的测定方法。

二． 实验原理

同轴圆筒粘度计又称Epprecht粘度计，是测量低粘度流体粘度的一种基本仪器。其原理示意图如图1－1所示。

仪器的主要部分由一个圆筒形的容器和一个圆筒形的转子组成，待测液体被装入两圆筒间的环形空间内，半径为R1的内筒由弹簧钢丝悬挂，并以角速度ω匀速旋转，如果内筒浸入待测液体部分的深度为L，则待测液体的粘度可用下式计算：

η=M11(2 2 （1－1） 4πLωR1R2

其中，R1和R2分别为内筒的外经及外筒的内径。M为内筒受到液体的粘滞阻力而产生的扭矩。这样，通过内筒角速度和扭矩的测定，就可以通过粘度计的几何尺寸计算出液体的粘度。

三． 仪器及试剂

1． NDJ-79旋转式粘度计（上海安得仪器设备有限公司）

本仪器的主要构造和配件如图1－2所示。

本仪器共有两组测量器，每组包括一个测定容器和几个测定转子配合使用，其有关数据

聚合物溶液粘度的测定

见表（1）。用户可根据被测液体的大致粘度范围选择适当的测定组及转子；为取得较高的测试精度，读数最好大于30分度而不得小于20分度，否则，应变换转子或测试组。

指针指示之读数乘以转子系数即为测得的粘度mPa s，即：

η=K a （1－2）

式中：η为待测液体的粘度；K为系数；a为指针指示的读数（偏转角度）。

第二测定组用以测定较高粘度的液体，配有三个标准转子（呈圆筒状，各自的因子为1、10和100），当粘度大于10000 mPa s时，可配用减速器，以测得更高的粘度。1:10的减速器，转子转速为75转/分，1：100的减速器为7.5转/分，最大量程分别为100000 mPa s和1000000 mPa s。

第三测定组用来测量低粘度液体，量程为1～50 mPa s，共有四个转子（呈圆筒形），供测定各种粘度时选用，四个转子各自的因子为0.1、0.2、0.4、0.5。

2． 蒸馏水，浓度分别为5％、10％（重量百分比）的聚乙烯醇水溶液。

准备工作

1． 松开滚花螺栓，将黄色避震器脱架取下。

2． 松开测定器螺母，将测定器II从脱架取下。

3． 接通电源：工作电压为～220±10％，50Hz。 四．

聚合物溶液粘度的测定

4． 连轴器安装：连轴器是一左旋滚花带勾的螺母，固定于电机同轴的端部。拆装时用专用

插杆插入胶木园盘上的小孔卡住电机轴。（使用减速器时测定组则配有短小勾，用于转子悬挂）。

5． 零点调整：开启电机，使其空转，反复调节调零螺钉，使指针指到零点。

（为了节约时间，以上准备工作可由指导教师事先做好）

五． 实验步骤

1． 蒸馏水粘度的测定

将蒸馏水缓缓地注入第III测试容器中，使液面与测试容器锥形面下部边缘齐平，将转子全部浸入液体，测试容器放在仪器的脱架上，同时把转子悬挂在仪器的连轴器上，此时转子应全部浸没于液体中，开启电机，转子旋转可能伴有晃动，此时可前后左右移动脱架上的测试容器，使与转子同心从而使指针稳定即可读数。

2． 1％聚乙烯醇溶液粘度的测定

将1 ％的聚乙烯醇溶液缓缓注入第II测试容器中，按上述步骤读出指针读数。

3．5 ％聚乙烯醇溶液粘度的测定

将1:10的减速器安装在电机轴上，按上述步骤读出指针读数。

六． 数据处理

根据记录的指针读数，乘以相应的转子系数，计算出蒸馏水和聚乙烯醇溶液的粘度，当使用减速器时，还应该乘以减速器的减速倍率。

思考题

1． 为什么聚合物溶液的粘度要远远大于相应溶剂的粘度？

2． 旋转粘度计适合测定什么流体的粘度，为什么？