烏氏粘(zhan)度(du)計的原理及影響因素(su)

烏氏粘度計(UbbcloHde Viscometer)是(shi)一種重力型的毛(mao)細管(guan)粘度計，是(shi)基于(yu)相對(dui)測(ce)量(liang)法的原理而設計的，也(ye)即依(yi)據液(ye)體在毛(mao)細管(guan)中的流出速度，來測(ce)量(liang)液(ye)體的特性粘度( 也(ye)稱為(wei)極限粘度)。

一、粘(zhan)度的定義

當流(liu)(liu)體(ti)(ti)受外(wai)力作(zuo)用產生流(liu)(liu)動(dong)時，在(zai)流(liu)(liu)動(dong)著(zhu)的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)層之間存在(zai)著(zhu)切向的(de)內部(bu)摩擦(ca)力，如果要使液(ye)(ye)體(ti)(ti)通過管(guan)子(zi)(zi)，必須消耗一部(bu)分功(gong)來克服這種流(liu)(liu)動(dong)的(de)阻(zu)力。在(zai)流(liu)(liu)速(su)(su)低時管(guan)子(zi)(zi)中(zhong)的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)沿著(zhu)與管(guan)壁平行的(de)直線方(fang)向前(qian)進，靠近管(guan)壁的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)實際上是靜止的(de)，與管(guan)壁距離愈(yu)遠(yuan)，流(liu)(liu)動(dong)的(de)速(su)(su)度也愈(yu)大。流(liu)(liu)層之間的(de)切向力f與兩層間的(de)接觸面積A和速(su)(su)度差。Δv成正比，而與兩層間的(de)距離Δx成反比，式中(zhong)，η是比例系(xi)數，稱為液(ye)(ye)體(ti)(ti)的(de)粘度系(xi)數，簡稱粘度。

高聚物與(yu)黏均摩爾質量

高聚(ju)物(wu)摩(mo)(mo)(mo)爾(er)(er)(er)質量(liang)不僅反映了高聚(ju)物(wu)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的大(da)小(xiao)(xiao)，而且直接關系到它的物(wu)理性能，是(shi)個(ge)重(zhong)要的基本參(can)數。與一般的無(wu)機物(wu)或低分(fen)子(zi)(zi)(zi)的有機物(wu)不同，高聚(ju)物(wu)多是(shi)摩(mo)(mo)(mo)爾(er)(er)(er)質量(liang)大(da)小(xiao)(xiao)不同的大(da)分(fen)子(zi)(zi)(zi)混合物(wu)，所以通常所測高聚(ju)物(wu)摩(mo)(mo)(mo)爾(er)(er)(er)質量(liang)是(shi)一個(ge)統(tong)計(ji)平(ping)均(jun)值(zhi)。測定高聚(ju)摩(mo)(mo)(mo)爾(er)(er)(er)質量(liang)的方法很多，而不同方法所得(de)平(ping)均(jun)摩(mo)(mo)(mo)爾(er)(er)(er)質量(liang)也有所不同。比較起來，粘度法設備(bei)簡單，操作方便，并(bing)有很好的實驗精(jing)度，是(shi)常用(yong)的方法之(zhi)一。用(yong)該(gai)法求得(de)的摩(mo)(mo)(mo)爾(er)(er)(er)質量(liang)成為粘均(jun)摩(mo)(mo)(mo)爾(er)(er)(er)質量(liang)。

二、特性粘數與聚合物分子量的關系

對于給定聚(ju)合物(wu)在(zai)給定的溶(rong)劑和溫度(du)下，特性粘(zhan)(zhan)數[η]的數值僅由給定聚(ju)合物(wu)的分(fen)(fen)子(zi)量(liang)所決定，[η]與(yu)給定聚(ju)合物(wu)的粘(zhan)(zhan)均分(fen)(fen)子(zi)量(liang)Mh的關系可以由Mark-Houwink方程表示：

其(qi)中(zhong)：K —— 比例常數；α —— 擴張因子(zi)，與溶液中(zhong)聚合物分子(zi)鏈的形態有(you)關(guan)；Mη —— 粘(zhan)均分子(zi)量(liang)。

　　K、α與溫(wen)度(du)(du)、聚(ju)合物種類和溶(rong)(rong)劑性質有(you)關，K值受溫(wen)度(du)(du)的(de)影響較明顯，而α值主要取決于聚(ju)合物分子鏈線(xian)團(tuan)在(zai)(zai)溶(rong)(rong)劑中舒展的(de)程度(du)(du)，一般介于0.5～1.0之間。在(zai)(zai)一定(ding)溫(wen)度(du)(du)時(shi)，對給定(ding)的(de)聚(ju)合物-溶(rong)(rong)劑體系(xi)，一定(ding)的(de)分子量(liang)范圍內K、α為一常數，[η]只(zhi)與分子量(liang)大小有(you)關。K、α值可從有(you)關手冊中查(cha)到(dao)，或(huo)采用幾(ji)個標準試樣(yang)由(you)上(shang)式進行確(que)定(ding)，標準試樣(yang)的(de)分子量(liang)由(you)絕對方法(fa)（如滲透壓和光(guang)散射法(fa)等）確(que)定(ding)。

三、特(te)性粘數的影響因(yin)素(su)

（1）分(fen)子量：線(xian)型或輕度交聯的聚合物分(fen)子量增(zeng)大(da)，特(te)性粘(zhan)度[η]增(zeng)大(da)。

（2）分(fen)(fen)子形狀(zhuang)：分(fen)(fen)子量相同時，支化(hua)分(fen)(fen)子的(de)形狀(zhuang)趨于(yu)球形，特(te)性(xing)粘度[η]較(jiao)線型分(fen)(fen)子的(de)小。

（3）溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)特(te)(te)性：聚合物在良溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)，大分子較伸展，特(te)(te)性粘度(du)(du)[η]較大，而在不良溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)，大分子較卷曲，特(te)(te)性粘度(du)(du)[η]較小。

（4）溫(wen)度(du)(du)(du)：在(zai)良溶(rong)(rong)劑中(zhong)，溫(wen)度(du)(du)(du)升高，對特(te)性(xing)粘度(du)(du)(du)[η]影響不大，而在(zai)不良溶(rong)(rong)劑中(zhong)，若溫(wen)度(du)(du)(du)升高使(shi)溶(rong)(rong)劑變為良好(hao)，則特(te)性(xing)粘度(du)(du)(du)[η]增大。

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