烏(wu)氏(shi)粘(zhan)度計的原理及影(ying)響因素

烏氏粘(zhan)度(du)計(ji)(UbbcloHde Viscometer)是一(yi)種(zhong)重力型的(de)(de)毛細管(guan)粘(zhan)度(du)計(ji)，是基于相(xiang)對測量(liang)法的(de)(de)原(yuan)理(li)而設計(ji)的(de)(de)，也即依據液體在毛細管(guan)中的(de)(de)流出速度(du)，來測量(liang)液體的(de)(de)特(te)性粘(zhan)度(du)( 也稱為極(ji)限粘(zhan)度(du))。

一、粘度的(de)定義

當流(liu)(liu)體(ti)(ti)受(shou)外力作用(yong)產生流(liu)(liu)動(dong)時(shi)，在流(liu)(liu)動(dong)著的液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)層之(zhi)間(jian)存在著切向(xiang)的內部摩(mo)擦力，如果要使液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)通過管子，必須(xu)消耗一部分功來克(ke)服這(zhe)種流(liu)(liu)動(dong)的阻力。在流(liu)(liu)速低時(shi)管子中的液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)沿(yan)著與(yu)管壁平行的直線方向(xiang)前進(jin)，靠近管壁的液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)實際上是(shi)靜止的，與(yu)管壁距離愈遠，流(liu)(liu)動(dong)的速度也愈大。流(liu)(liu)層之(zhi)間(jian)的切向(xiang)力f與(yu)兩層間(jian)的接觸面(mian)積A和(he)速度差。Δv成正比(bi)(bi)，而與(yu)兩層間(jian)的距離Δx成反比(bi)(bi)，式中，η是(shi)比(bi)(bi)例系(xi)數，稱為液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)的粘(zhan)度系(xi)數，簡稱粘(zhan)度。

高聚物與(yu)黏(nian)均摩爾質量

高聚物(wu)(wu)摩爾(er)(er)(er)質(zhi)(zhi)量(liang)不(bu)(bu)僅反映了高聚物(wu)(wu)分子的大小，而且直接關(guan)系到它的物(wu)(wu)理性(xing)能(neng)，是(shi)個重要(yao)的基(ji)本參數(shu)。與一般的無(wu)機物(wu)(wu)或(huo)低分子的有(you)機物(wu)(wu)不(bu)(bu)同(tong)，高聚物(wu)(wu)多(duo)是(shi)摩爾(er)(er)(er)質(zhi)(zhi)量(liang)大小不(bu)(bu)同(tong)的大分子混合物(wu)(wu)，所(suo)(suo)以通(tong)常所(suo)(suo)測(ce)高聚物(wu)(wu)摩爾(er)(er)(er)質(zhi)(zhi)量(liang)是(shi)一個統計平均值。測(ce)定高聚摩爾(er)(er)(er)質(zhi)(zhi)量(liang)的方(fang)法(fa)很多(duo)，而不(bu)(bu)同(tong)方(fang)法(fa)所(suo)(suo)得(de)(de)平均摩爾(er)(er)(er)質(zhi)(zhi)量(liang)也有(you)所(suo)(suo)不(bu)(bu)同(tong)。比(bi)較(jiao)起來，粘度法(fa)設備簡(jian)單，操作方(fang)便，并有(you)很好(hao)的實驗精度，是(shi)常用(yong)的方(fang)法(fa)之一。用(yong)該法(fa)求得(de)(de)的摩爾(er)(er)(er)質(zhi)(zhi)量(liang)成為(wei)粘均摩爾(er)(er)(er)質(zhi)(zhi)量(liang)。

二、特性粘數與聚合物(wu)分子量的關系

對于給定聚(ju)合物在給定的(de)(de)溶劑和溫(wen)度(du)下(xia)，特性粘數(shu)[η]的(de)(de)數(shu)值(zhi)僅由給定聚(ju)合物的(de)(de)分子(zi)量所決(jue)定，[η]與給定聚(ju)合物的(de)(de)粘均分子(zi)量Mh的(de)(de)關系可以由Mark-Houwink方程表示：

其中：K —— 比(bi)例常數；α —— 擴張因子，與溶液中聚(ju)合物分(fen)子鏈的形(xing)態有關；Mη —— 粘均分(fen)子量(liang)。

　　K、α與(yu)溫(wen)度(du)(du)(du)、聚合物種(zhong)類和溶(rong)劑性質有關(guan)，K值(zhi)受溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)影響較明顯，而α值(zhi)主(zhu)要(yao)取決于聚合物分(fen)子(zi)鏈線團在(zai)溶(rong)劑中舒(shu)展(zhan)的(de)(de)程(cheng)度(du)(du)(du)，一(yi)般介(jie)于0.5～1.0之(zhi)間。在(zai)一(yi)定溫(wen)度(du)(du)(du)時，對給定的(de)(de)聚合物-溶(rong)劑體系，一(yi)定的(de)(de)分(fen)子(zi)量(liang)范圍內K、α為一(yi)常數，[η]只(zhi)與(yu)分(fen)子(zi)量(liang)大(da)小有關(guan)。K、α值(zhi)可(ke)從有關(guan)手冊中查到，或采用幾個標準試樣(yang)由上式進行確定，標準試樣(yang)的(de)(de)分(fen)子(zi)量(liang)由絕對方法（如滲透壓和光(guang)散射法等）確定。

三、特性粘數的影響因素

（1）分子量(liang)：線型或輕度交(jiao)聯的(de)聚合(he)物分子量(liang)增大，特性粘度[η]增大。

（2）分(fen)(fen)子(zi)形(xing)狀：分(fen)(fen)子(zi)量相同時(shi)，支化分(fen)(fen)子(zi)的形(xing)狀趨于(yu)球(qiu)形(xing)，特性粘(zhan)度[η]較線型分(fen)(fen)子(zi)的小。

（3）溶(rong)劑特性：聚(ju)合物在良(liang)溶(rong)劑中，大分子較伸展(zhan)，特性粘度[η]較大，而在不良(liang)溶(rong)劑中，大分子較卷(juan)曲，特性粘度[η]較小。

（4）溫(wen)度(du)(du)：在良(liang)溶劑(ji)中，溫(wen)度(du)(du)升高(gao)，對(dui)特性粘度(du)(du)[η]影響不大，而在不良(liang)溶劑(ji)中，若溫(wen)度(du)(du)升高(gao)使溶劑(ji)變為良(liang)好，則(ze)特性粘度(du)(du)[η]增大。

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