聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液的流变特性

聚⼄烯吡咯烷酮PVP溶液的流变特性
由于PVP的玻璃化温度⾮常⾼，其熔融态粘度⾼且涉及到化学变化，⾮常难以处理，故谈到流变学，实际上只涉及其溶液态。

PVP溶液的粘度与PVP的分⼦量、溶剂种类、溶液浓度、温度、PH值等有关。

不同分⼦量的PVP的⽔溶液粘度。

上⾯已经提到，粘度值是对某⼀K值的PVP⽽⾔；若K值作为⼀个分⼦量等级的牌号，则某⼀牌号的产品的粘度会在其牌号规定的K值范围内有所变化。

分⼦量等级越⾼(标⽰K值越⼤)，则其粘度的范围也就越⼤。

不同分⼦量PVP(5%)在醇中的粘度见表6。

表6 不同分⼦量PVP在醇中的粘度(mPa.s) (5%)
K值⼄醇(mPa.s)异丙醇(mPa.s)
PVPKl5 1.7 2.9
PVPK30 3.4 5.8
PVPK9053.090.0
PVP在其他有机溶剂中的粘度变化颇⼤，若⼲溶剂的10%浓度的PVP溶液粘度值，见表7。

对某些有机溶剂，溶液粘度增⼤的原因是由于PVP在与其混合后起凝胶化作⽤所致。

表7 在不同溶剂中10% PVP K30溶液粘度(mm2/s)，25℃
溶剂⼆氯甲
烷
⽔⼄醇
N-甲基吡咯烷
酮
⼄醚醋酸异丙醇
⼄⼆
醇
粘
度(mm2/s)
356812121295
溶剂⼆⼄⼆醇丙⼆醇环⼰
醇
丁⼆醇
三⼄醇
铵
丙三醇壬基酚*
粘
度(mm2/s)
16526137642566620463300
*壬基酚为2%PVP溶液
不同浓度的PVPK30⼄醇溶液的粘度。

PVP⽔溶液的粘度与其浓度成近似线性关系，其斜率随K值增⼤⽽增⼤，见图12。

PVP⽔溶液的粘度与温度的关系亦近似为线性关系。

不同浓度的PVPK30⽔溶液粘度与温度的关系。

不同浓度的PVPK90⽔溶液粘度与温度的关系。

Goldfarb和Rodrignez从实验数据回归所得的PVP溶液在20~25℃的粘温系数(⽔溶液)⼤约为-0.013/℃。

表8 不同浓度PVPK90⽔溶液粘度与温度的关系(mPa.s)
温度℃
PVP溶液浓度
2.5% 5.0%10%15%
259.342.0250940 308.137.5210820 40 6.329.5160650
40 6.329.5160650
50 5.024.0120510
60 4.120.076405
80 2.915.052295
PVP溶液在⼤部分情况下为⾮触变性的，且具有很短的松驰时间，但当浓度很⼤，分⼦量很⾼时，如对PVPK90的浓溶液，则可以观察到⼀定的结构粘度；提⾼剪切⼒时，粘度下降。

PH值对PVP⽔溶液的粘度亦有影响，例如5%PVPK30在25℃时，粘度与PH值的关系如表9。

表9 PH对5%PVPK30粘度的影响
PH10974210.1浓盐酸
粘度mPa.s 2.4 2.4 2.4 2.4 2.3 2.3 2.3 4.96
从本表可知，在较⼤范围内，PVP溶液的粘度与PH值⽆关，仅仅在极限的情况下会有较⼤变化：浓盐酸会增加溶液的粘度，浓碱会使PVP发⽣沉淀。