旋转粘度计测定聚合物的流变性能

特殊转子
Vane桨式 helical螺旋式 grooved防打滑
仪器介绍
NDJ-5S型旋转粘度计
测量范围
1mPa.S–100,000mPa.S 低于 15CP 时需选用 0 号 转子测试 ±2%（牛顿液体）
Hale Waihona Puke Baidu测量精度
仪器介绍——工作原理
转子A由电动机主轴通过游丝带动缓 慢旋转，把待测液体置于烧杯B中（液面 与转子细颈下沿对齐）。当电动机主轴以 一定转速ｗ0旋转时，转子Ａ通过游丝带 动跟着旋转。稳定时，转子Ａ受到的粘性 力矩与游丝恢复力矩平衡，此时转子Ａ也 以转速ω0旋转，而转子Ａ与电动机主轴相 对错移了一个角度θ（即游丝旋紧了θ角）。
实验步骤——样品测试
以不同的转速进行测量，并记录相应读数。 按停止键终止实验，待转子完全停止转动后关闭电源。 洗净转子，清洗容器，清理实验台，将相关配件放入箱 中，妥善保管。 NOTICE：如实验中需更换转子，必须停机后进行。将 仪器升起，让转子完全离开液体表面，然后才更换转子。
数据处理及分析
记录不同转速下的粘度计读数
基本原理
薄层流体间有内摩擦力影响，使 下层流体的流速比紧贴上层流体的流 速稍慢，其流速变化呈线性，形成一 速度梯度dυ /dy，也称之为剪切速率。 在稳态下，施于运动面上的力F，必然与流体内因黏 性而产生的内摩擦力相平衡，根据牛顿黏性定律，施于运 动面上的剪切应力与速度梯度dυ /dy成正比，即 • dν σ F = = / A η= η γ
剪切速率编号n 转速/rpm 黏度计读数 /mpa.s 1 2 3 4
作图，讨论该试样属于何种流体
思考题
牛顿流体与非牛顿流体的主要区别是什么？ 聚合物流体的粘度受到那些因素的影响？ 若不知待测试样粘度，如何选取合适的转子？
注意！
实验步骤——面板操作
开启仪器背面电源开关，进入等待选择状态。这时面 板显示如下信息：
S1 V6 %… T…℃ CP 000000
如果选择使用1号转子、6转速/分的话，即可直接按面 板启动键进入测量状态，待显示值稳定后按停止键读取CP 的显示值即可。 如果选择的不是默认的S1和V6，可按转子、转速选择键， 进入选择状态，然后再按确认键确认。设定好后再按启动 键进入测量状态。
实验步骤——操作准备
准备好被测试样，倒入直径不小于60mm的烧杯或平底 容器中，正确控制被测液体的温度。 将仪器保护架逆向旋入仪器下端头上。 选好使用的转子旋入仪器万向接头上（逆时针旋入）。 注意：装转子时必须微微向上托起万向接头，防止损坏 转动轴尖。
实验步骤——转子选择
60 30 满量程值 10 100 500 2000 10000 20 200 1000 4000 20000 12 mPa.s 50 500 2500 10000 50000 100 1000 5000 20000 100000 6
实验步骤——样品测试
在样品杯中装入适量待测液体，旋转升降钮使转子缓慢 浸入被测液体，直至转子液面标志（转子杆上的凹槽或 刻线）和液面成一平面。 按启动开始试验，待读数稳定后记录。试样测试时的温 度必须稳定，以保持显示值稳定准确。 NOTICE：悬浊液、乳浊液，以及高聚物和其他高粘度 液体中很多都是非牛顿液体，其表观粘度值随着切变速 度和时间的变化而变化，故在不同的转子、转速和时间 下测定，其结果不一致属正常情况。
表示；η为比例常数，称为 式中，dυ /dy为剪切速率，用 γ 粘度。
dy
基本原理
τ
B D N
η
B D P N P
τc
γ
N: 牛顿流体 P: 假塑性流体 D: 膨胀性流体 B: 宾汉流体
γ
基本原理
对样品的初步判断
中、低粘度 容易清洗
高粘度，浆料 难清洗
大颗粒 沉淀，分离
同心圆筒
不同尺寸
锥/板（无颗粒） 板/板（有颗粒）
转子号/转速 0 1 2 3 4
实验步骤——转子选择
对于未知样品的粘度测量，首先应估算样品的粘度值。 当估计不出被测流体的大致粘度时，应假定被测样品为 较高的粘度；试用由小到大的转子（表面积小）和由慢 到快的转速。 粘度测量的原则：高粘度的流体选用小转子、慢转速； 低粘度的流体选用大转子、快转速。 当显示扭拒百分比的数值过高或过低时， 应变换转子或转速，使该数值处于1080%之间为佳，否则会影响测量精度。
旋转粘度计测定聚合物 流体的流变性能
实验目的
1. 学习使用NDJ-5S型旋转粘度计测定聚合物 流体的粘度； 2. 掌握聚合物流体流变性能的相关知识。
基本概念
流变性：物质在外力作用下的变形和流动性质，主 要指加工过程中应力、形变、形变速率和粘度之间的 关系。 当高聚物熔体和溶液（简称流体）在受外力作用时， 既表现粘性流动，又表现出弹性形变，因此称为高聚 物流体的流变性或流变行为。 Why？ 材料的选择和使用、加工时最佳工艺条件 的确定、加工设备和成型模具的设计及提 高产品的质量等都有重要的指导作用。