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乌氏粘度计的原理及影响因素

发布时间: 2023-04-27  点击次数: 840次

乌氏粘度计的原理及影响因素


乌氏粘度计(UbbcloHde Viscometer)是一种重力型的毛细管粘度计,是基于相对测量法的原理而设计的,也即依据液体在毛细管中的流出速度,来测量液体的特性粘度( 也称为极限粘度)。


一、粘度的定义

当流体受外力作用产生流动时,在流动着的液体层之间存在着切向的内部摩擦力,如果要使液体通过管子,必须消耗一部分功来克服这种流动的阻力。在流速低时管子中的液体沿着与管壁平行的直线方向前进,靠近管壁的液体实际上是静止的,与管壁距离愈远,流动的速度也愈大。流层之间的切向力f与两层间的接触面积A和速度差。Δv成正比,而与两层间的距离Δx成反比,式中,η是比例系数,称为液体的粘度系数,简称粘度。

高聚物与黏均摩尔质量

高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是个重要的基本参数。与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物,所以通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。测定高聚摩尔质量的方法很多,而不同方法所得平均摩尔质量也有所不同。比较起来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。用该法求得的摩尔质量成为粘均摩尔质量。

二、特性粘数与聚合物分子量的关系

对于给定聚合物在给定的溶剂和温度下,特性粘数[η]的数值仅由给定聚合物的分子量所决定,[η]与给定聚合物的粘均分子量Mh的关系可以由Mark-Houwink方程表示:

其中:K —— 比例常数;α —— 扩张因子,与溶液中聚合物分子链的形态有关;Mη —— 粘均分子量。

  K、α与温度、聚合物种类和溶剂性质有关,K值受温度的影响较明显,而α值主要取决于聚合物分子链线团在溶剂中舒展的程度,一般介于0.5~1.0之间。在一定温度时,对给定的聚合物-溶剂体系,一定的分子量范围内K、α为一常数,[η]只与分子量大小有关。K、α值可从有关手册中查到,或采用几个标准试样由上式进行确定,标准试样的分子量由绝对方法(如渗透压和光散射法等)确定。

三、特性粘数的影响因素

(1)分子量:线型或轻度交联的聚合物分子量增大,特性粘度[η]增大。

(2)分子形状:分子量相同时,支化分子的形状趋于球形,特性粘度[η]较线型分子的小。

(3)溶剂特性:聚合物在良溶剂中,大分子较伸展,特性粘度[η]较大,而在不良溶剂中,大分子较卷曲,特性粘度[η]较小。

(4)温度:在良溶剂中,温度升高,对特性粘度[η]影响不大,而在不良溶剂中,若温度升高使溶剂变为良好,则特性粘度[η]增大。



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