2020年(生物科技行业)生物医用材料

（生物科技行业）生物医用

材料

实训小结

10医械壹班进修柯周良

乌氏毛细管粘度计

粘度计广泛应用于测定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体的动力粘度。

高分子溶液的粘度有以下几种定义：

（1）粘度比（相对粘度）

粘度比用来表示。，其中，为纯溶剂的粘度，是相同温度下溶液的粘度。粘度比是壹个无因次的量。对于低切变速度下的高分子溶液，其值壹般大于1。显然，随着溶液浓度的增加将增大。

（2）增比粘度（粘度相对增量）

增比粘度用表示，是相对于溶剂来说溶液粘度增加的分数：

增比粘度也是壹个无因次的量。

（3）比浓粘度（粘数）

对高分子溶液，增比粘度往往随溶液的浓度增加而增大，因此常用其和浓度之比来表征溶液的粘度，称为比浓粘度，即

它表示当溶液浓度为C时，单位浓度对增比粘度的贡献。实验证明，其数值亦随浓度的变化而变化。比浓粘度的因次是浓度的倒数，壹般用厘米3/克表示。

比浓对数粘度（对数粘度）其定义是粘度比的自然对数和浓度之比，即

其值也是浓度的函数，因次和比浓粘度相同。

（4）特性粘度（极限粘度）

因为比浓粘度和比浓对数粘度均随溶液浓度而改变，故以其在无限稀释时的外推值作为溶液粘度的量度，用[]表示这种外推值，即

[]称为特性粘度，又称极限粘度，其值和浓度无关，其因次也是浓度的倒数。

上述粘度的测定原理如下：待测液体自A管加入，经B管将液体吸至a线之上，使B管通大气，任其自然流下，记录液面流经a及b线的时间t。这样外加力就是高度为h的液体自身的重力，用P表示。假定液体流动时没有发生湍流，即外加力P全部用以克服液体对流动的粘滞阻力。则根据牛顿粘度定律可导出如下的关系：

（8-1）

上式称为泊肃叶（Poiseuille）定律。

在实际的测定中，由于用同壹支粘度计测定溶液和溶剂的流出时间，故V、l、R相等。上式可改写为：

（8-2）

其中，。溶剂（标准溶液）的粘度为。而溶液的相对粘度为

（8-3）

液体在液柱高度相同高度时，压力之比能够用密度比代替。即，则

（8-4）

由于测粘度时，溶液粘度比较稀，溶液和溶剂二者密度相差极小，可近似认为：，将其代入式（8-4）得：

（8-5）

且且，很容易得到：

（8-6）

这样，由纯溶剂的流出时间和各种浓度的溶液的流出时间t，可求出各种浓度的、、和之值。以和分别为纵坐标，C为横坐标作图，得到俩条直线。分别外推至处，

其截距就是特性粘数[]（见图8-5）。

2

图8-5和对C作图

影响因素

1．动能的修正

粘度计中外加力除了用以驱动液体流动以外，同时也可使液体得到动能。这部分能量的消耗须予以改正，尤其当流速比较大时。经改正后的式（8-1）变成：（8-7）

是液体的密度，m是壹个和仪器的几何形状有关的常数，其值接近于1。等式右边第二项就是动能的改正项。显然，，g是重力加速度。对于乌氏粘度计，流动中的液柱高度是不变的，所以等效平均液柱高h是壹个恒定值。这样，式（8-2）可改写成：

（8-8）

为简化上式，令，，于是

（8-9）

A、B是仪器常数，其值和液体的浓度和粘度无关。称为运动粘度（或比密粘度），其单位是澌（Stokes），1澌=1厘米2秒-1。而称为动力粘度，单位是帕斯卡秒。

二、需注意的问题：1.大部分仪器需要调整水平,否则会引起读数偏差甚至无法读数。2.有些仪器需装保护架,仔细阅读说明书按规定安装,否则会引起读数偏差。3.注意被测液体的温度，粘度计的垂直度，和溶液的粘度。

数显电子拉力试验机

数显电子拉力试验机主要用处：该系列拉力试验机适用于橡胶、塑料、纺织

物、防水资料、电线电缆、网绳、金属丝、金属棒、属板等资料的拉伸实验，增加附具可做紧缩、弯曲实验。具有实验力数字显现，实验速度连续可调,试样拉断自动停机，峰值坚持等功用。

壹、橡胶的拉伸试验需要求取以下几项或七项的参数

1.试样拉伸至断裂过程中出现的最大力值（拉伸强度）；

2.试样断裂时的力值（断裂强度）；

3.屈服点对应的力值（屈服点拉伸应力）；

4.试样拉伸到给定伸长率时的力值（定伸应力）；

5.试样拉伸至给定应力时的伸长率（定应力伸长率）；

6.屈服点对应的伸长率（屈服点伸长率）；

7.试样断裂时的伸长率（扯断伸长率）。

二、根据之上所测参数的要求。橡胶拉伸试验过程中需要跟踪的数据有俩项：拉力力值和标距变化量。

所以用于测试橡胶拉伸性能的橡胶拉力试验机必须满足以下四个要求：

1.大行程。

由于橡胶在拉伸时变形量很大，尤其是乳胶制品，伸长率有可能高达1000％之上。所以在橡胶试样断裂之前，必须保证夹持器有足够的行程。

2.高精度及高频率的数据采集。

拉伸橡胶不需要很大的力，拉力测量范围不需要很大，所以需要力值的精度较高。壹般要求试验机能够求取小数点后俩位之上精度的力值。此外由于检测橡胶拉伸性能需要拉伸过程中的数个拉力值，而拉伸试验又不可重复，所以即时准确记录每个试验段的拉力力值对于试验成败起着非常重要的作用。

3.准确的标距测量和记录装置。

试样标距的测量是计算橡胶伸长率的重要数据，所以橡胶拉伸试验中拉力试验机必须准确地测量试样的应变量，且即时地记录下来。

4.能够准确描述应力－应变曲线的装置。

拉伸试样中的拉力值和标距之间有着密切的联系，例如：试样的定伸应力需要测量试样拉伸到给定伸长率的力值，而定应力则需要测量试样拉伸到给定应力的标距。试验完成后，准确的应力－应变曲线能够再现试验过程，且清晰的反映每个试验段的数值，便于计算试验要求的项目

硬度

A型邵氏硬度计也叫橡胶硬度计，是测定硫化橡胶和塑料制品硬度的仪器。

使用方法:

把试样放置在坚固的平面上，拿住硬度计，压足中孔的压针距离试块边缘至少12mm，平稳地把压足压在试样上，不能有任何振动，且保持压足平行于试样表面，以使压针垂直地压入试样，所施加的力要刚好足以使压足和试样完全接触，除另有规定，必须在压足和试样完全按触后1秒内读数，如果是其他间隔时间读数则必须说明，在试样相距至少6mm的不同位置测量硬度值5次，取其平均值。使用须知:

⑴、测定前应检查硬度计的指针在自由状态下应指向零位。如指针量偏离零位时，能够松动右上角压紧螺钉，转动表面，对准零位。然后将硬度计压在玻璃板上，压针端面和压足底面紧密接触于玻璃板上时，指针应指向100+/-1HA，如不指向100+/-1HA时，可轻微按动压针几次，如仍不指100+/-1HA时，则此硬度计不能使用。如在邵氏硬度计测试机架上使用时，可拨动手柄，使工作台上升至