针对粘弹性体物料的粘度测量方法

针对粘弹性体物料的粘度测量方法

很多客户，尤其是纺织化纤、合成树脂等行业，在测量聚合物时，常常会发现用普通实验室粘度计测量时会发生物料爬杆的现象，得不到很好的测量结果。

发生这种问题的原因主要是由于物料具有粘弹性，由于韦森堡效应所引起的，与法向应力有关，由于高分子流体在流动中形成各向异性结构而产生的。当轴在液体中旋转时，离轴越近的地方剪切速率就越大，故法向应力越大，相应的，高分子链的弹性恢复力就越大，于是使得熔体沿轴向上挤，就出现了爬杆现象。

什么是粘弹性流体？有粘性液体和弹性固体的特性

粘性液体：受力，流动，产生永久性形变

弹性固体：受力，变形，去除外力，形变恢复

粘弹性流体：受力时产生形变，去除外力，形变部分回复，受力时间越长，形变回复部分越少。

用普通粘度计来测量时由于爬杆现象，得到的数据经常是大于真实的粘度值，同时这类物料实际又是假塑性剪切变稀的，因此对这类物料的特性经常使测试者很困惑。

针对这类物料，不能采用同轴圆柱体转子，最简单的方法是采用R/S-CPS锥板流变仪，根据物料的粘度范围选用CP25-1或CP50-1转子，可以先做一下剪切率扫描，得到基本的流变曲线，然后根据情况确定最后的测量条件，一般建议采用低剪切率进行测量，如下图所示，是一个聚合物在不同聚合条件下的流变曲线，从曲线可以发现，该物料是假塑性流体，同时经过实验也发现具有触变性，最后确定在较低剪切率（该样品采用8 S-1）的条件下进行测量，可以获得稳定可靠的粘度值，给生产工艺的确定提供了可靠的实验数据。

对于粘弹性体或凝胶类样品（高分子聚合度高，浓度高）来说，采用锥板流变仪不断线性增加和降低样品受到的应力和剪切率方法，可以从一定程度上限制内部结构的弹性回复对数据造成不一致的麻烦，因此使用R/S流变仪是更适合该样品的测试，具体测量的条件：可以采用剪切率扫描进行流变曲线测试，或者选用一个比较低的剪切率（0-20 /S）进行一段时间的测量，再取平均值。