1、 模塊化粘度測(cè)量系統(tǒng)適用于塑料和油品的特性表征我們的用戶(hù)：儀征化纖瓶片中心國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、北京燕山石化、桐昆集團(tuán)恒盛化纖、恒通化纖）、無(wú)錫聯(lián)合電子博士全資控股）、浙江古纖道化纖、浙江美邦化纖、杭州灣腈綸、浙江恒逸石化、浙江萬(wàn)凱新材料、邵興佳力新纖維、江陰強(qiáng)力化纖、杭州銘眾生物科技等 杭州中旺科技有限公司杭州中旺科技有限公司o 恒溫浴槽,冷卻器和冷卻循環(huán)槽o 聚合物熔樣器o VR粘度計(jì)清洗器o 粘度提籃及提籃支架o 烏式粘度計(jì)o VD快速粘度計(jì)干燥器省級(jí)新產(chǎn)品杭州重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)(工業(yè)和信息化專(zhuān)項(xiàng))發(fā)展資金項(xiàng)目2019年擬參加國(guó)家中小型企業(yè)創(chuàng)新基金雛鷹計(jì)劃專(zhuān)利示范型企業(yè)市級(jí)高新企業(yè) 科技項(xiàng)目科技項(xiàng)目粘度物理

2、學(xué)粘度物理學(xué)層流層流: F/A = x dv/dx剪切強(qiáng)度剪切強(qiáng)度: = F/A; N/m, Pa剪切速率剪切速率: D = dv/dx 1/s 動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度: = /D Pa Sec 用玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)試粘度的基本知識(shí)用玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)試粘度的基本知識(shí) 流變學(xué) 運(yùn)動(dòng)粘度 vkin 動(dòng)力粘度 vdynSI-單位: mm2/s舊單位:cSt (厘斯)SI-單位: mPas舊單位:cP (厘泊) vkin * Density密度）=vdynn重力驅(qū)動(dòng)的毛細(xì)管測(cè)量系統(tǒng)n旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)n落球粘度計(jì)n振動(dòng)粘度計(jì) D const v const. 剪切速率 粘度準(zhǔn)牛頓液體非牛頓液體 D const v

3、 const. 剪切速率 粘度牛頓牛頓 / 非非-牛頓流體牛頓流體實(shí)例:層流流體: Re 2300膏體, (光滑) 脂高分子的高濃溶液聚合物熔體懸浮液、乳膠、發(fā)泡液和液晶烏氏毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)量烏氏毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)量 air pump valve off open空氣泵 電磁閥 關(guān) 開(kāi)校正證書(shū)App.-Nr. 605731K=0,99731紅外線(xiàn)光欄 2紅外線(xiàn)光欄 179,49 = 80 sec x 0,99731mm2/secVkin = C * t根據(jù)一給定的粘度和標(biāo)準(zhǔn)，( 建議 )100 秒 的測(cè)量時(shí)間，(最小時(shí)間約 60秒)可以確定所需的烏氏粘度計(jì) :例如：Vkin = 35 mm2/sec

4、t = 100 秒，應(yīng)使用常數(shù) K = 0.3; 類(lèi)型 IIc確定正確的毛細(xì)管:液體流經(jīng)一根管子液體流經(jīng)一根管子 o在一根管中呈拋物線(xiàn)的速度分布o(jì)哈根-泊肅葉定律由重力驅(qū)動(dòng)的流動(dòng)）Vkin = C * t; C = pr4hg/(8Vl)oC: 毛細(xì)管常數(shù)or: 毛細(xì)管半徑oh: 液柱的高度oV: 在 t 時(shí)間中通過(guò)毛細(xì)管的體積ol: 毛細(xì)管的長(zhǎng)度烏氏原理烏氏原理氣承懸液柱氣承懸液柱(正確的正確的)Aeration放空放空液滴滴落液滴滴落(錯(cuò)誤的錯(cuò)誤的)對(duì)于油品和潤(rùn)滑油的應(yīng)用對(duì)于油品和潤(rùn)滑油的應(yīng)用o40C - 100C ()o用于礦物油產(chǎn)品的粘度標(biāo)準(zhǔn)用于礦物油產(chǎn)品的粘度標(biāo)準(zhǔn)在低溫下放置后 航空

5、透平潤(rùn)滑油的粘度改變規(guī)范規(guī)范內(nèi)容內(nèi)容ISO 2909礦物油產(chǎn)品 從運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)算粘度指數(shù)ISO 3104石油產(chǎn)品 透明和不透明的液體 運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定和動(dòng)力粘度的計(jì)算ISO 3105玻璃毛細(xì)管運(yùn)動(dòng)粘度計(jì) 技術(shù)規(guī)范和操作指導(dǎo)ASTM D 341液體石油產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)粘度-溫度曲線(xiàn)圖ASTM D 396燃料油的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范ASTM D 445透明和不透明液體的運(yùn)動(dòng)粘度和動(dòng)力粘度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法ASTM D 446毛細(xì)管運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范和操作指導(dǎo)ASTM D 975柴油和燃料油的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范ASTM D 2161運(yùn)動(dòng)粘度與賽波特粘度的換算ASTM D 2162主粘度計(jì) 和粘度標(biāo)準(zhǔn)油的基本校正AST

6、M D 2270在40 和100從運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)算粘度指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)慣例ASTM D 2502分子量的估算 (石油油品的由粘度測(cè)量相對(duì)分子量） ASTM D 2532燃料燃料交通工具交通工具Vkin (mm/s)范圍范圍T (C)備注備注柴油汽車(chē)1.3 4.140柴油船舶5.5 2440渣油船舶10 -55100在 40 下太粘汽油噴氣機(jī)Max. 8-20飛行時(shí)的溫度潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油o粘度指數(shù)粘度指數(shù) (ISO2909, ASTM2270):o對(duì)于馬達(dá)潤(rùn)滑油較高和較低溫度與粘度的依賴(lài)性對(duì)于馬達(dá)潤(rùn)滑油較高和較低溫度與粘度的依賴(lài)性o應(yīng)是高的應(yīng)是高的oVkin at 40C 和和 100Co 大范圍的粘度和溫度

7、大范圍的粘度和溫度 (2 - 2500 mm/s 在在 40C)o對(duì)于航空潤(rùn)滑油對(duì)于航空潤(rùn)滑油 低達(dá)低達(dá) -40C用溶液粘度表征聚合物用溶液粘度表征聚合物在溶液中的聚合物在溶液中的聚合物oc cc cc c* * : : 大濃度的大濃度的 無(wú)簇團(tuán)無(wú)簇團(tuán)o相對(duì)的方法(更多的參數(shù)) o平均 (重量) 分子量oMark-Howink-方程:鏈長(zhǎng)NMViscMva()int1K1K,a :聚合物的結(jié)構(gòu)參數(shù)Vnt: 特性粘度極限粘數(shù) 特性粘度和分子量特性粘度和分子量用 Mark Houwink 方程計(jì)算溶解的聚合物的分子量斯托丁格指數(shù)聚合物簇團(tuán)形狀聚合物簇團(tuán)形狀形狀形狀特性特性a a棒狀H 分子量, D

8、 = 常數(shù)2 2D (分子量)1/2; H =常數(shù)1 1圓盤(pán)狀D 分子量; H = 常數(shù)0.50.5H 分子量; D = 常數(shù)-1-1簇團(tuán)狀滲透的, 線(xiàn)性的1 1部分滲透的, linear0.60.6 0.90.9非滲透的, linear0.50.5碗狀不滲透的, Density const.0 0Mark-Howink 參數(shù)參數(shù)聚合物聚合物溶劑溶劑TCK x10a硫酸252.90.78PA6間甲酚200.731.0PC二氯甲烷201.110.78PMMA氯仿200,4850,80PE-HD十氫萘1356,20,70PVC環(huán)己烷250,850,75PS甲苯250,750,75PP十氫萘1351

9、,10,80聚合物公式聚合物公式計(jì)算的類(lèi)型計(jì)算的類(lèi)型相應(yīng)的公式相應(yīng)的公式所用的符號(hào)表達(dá)所用的符號(hào)表達(dá)SI-單位單位 相對(duì)粘度相對(duì)粘度:SolventSolutionrelvvv=vrel相對(duì)粘度-增比粘度增比粘度:1-=relspecvvvspec增比粘度-比濃粘度比濃粘度:(粘數(shù)，VN，I)Cvvrelred1-=vredC比濃粘度濃度cm3/gg/cm3對(duì)數(shù)粘度對(duì)數(shù)粘度(log. viscosity number)Cvvrelinhlog=vinhC對(duì)數(shù)粘度濃度cm3/gg/cm3K-值值根據(jù) Fickentscher應(yīng)用于:- 聚氯乙烯 (PVC)- 聚乙烯丙烯酸酯 (PVA)relva

10、CaaCaKlog5.1:with3001502211=+-=KCK-值濃度-g/cm3特性粘度特性粘度 線(xiàn)性外推求特性粘度線(xiàn)性外推求特性粘度 分子量分子量 / 鏈長(zhǎng)鏈長(zhǎng) 作為質(zhì)量指數(shù)作為質(zhì)量指數(shù)o高溫 (斷裂或延長(zhǎng)鏈, 例如對(duì)于 PE ) oUV-照射 (陽(yáng)光)o機(jī)械應(yīng)力o老化o化學(xué)腐蝕 (氧化作用)塑料制造商必須驗(yàn)證他們的聚合物的分子量塑料制造商必須驗(yàn)證他們的聚合物的分子量 / / 鏈長(zhǎng)以保持質(zhì)量鏈長(zhǎng)以保持質(zhì)量! !聚合物質(zhì)量控制聚合物質(zhì)量控制聚合物聚合物rVRed (部件部件)結(jié)果結(jié)果142好141120壞125112極限PA6138140好.VRed (顆粒顆粒)145 塑料部件的出口

11、控制塑料部件的出口控制 例如在注模后例如在注模后聚合物質(zhì)量控制聚合物質(zhì)量控制質(zhì)量控制 : Vred 在規(guī)定的低濃度下原料聚合物的控制 （顆粒）生產(chǎn)控制塑料制造廠(chǎng)的入口控制聚合物聚合物VRed(容許范圍容許范圍)VRed實(shí)際生產(chǎn)實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果結(jié)果PA6 / 1120 - 130135 - 138PA6 / 2140 -150142 -144o.k.PC / 157 - 6055 - 56壞PC / 265 - 7573 74o.k.壞鏈長(zhǎng)太長(zhǎng)鏈長(zhǎng)太短已使用在下列聚合物已使用在下列聚合物IPA聚酰胺(商品名: 尼龍, Lycra)IPBT聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯IPC聚碳酸酯IPES聚酯IPET聚對(duì)苯二

12、甲酸乙二醇酯IPS聚苯乙烯IPSU聚硫砜IPVC聚氯乙烯和其它如腈綸，聚丙烯酰胺等）ViscoBee軟件模塊，軟件模塊， 特性粘度評(píng)價(jià)特性粘度評(píng)價(jià)方法按照：方法按照：Schulz-BlaschkeHugginsBillmeyerSolomon-CiutaMartinMaron平行線(xiàn)性外推平行線(xiàn)性外推稀釋線(xiàn)性外推稀釋線(xiàn)性外推分子量計(jì)算依據(jù)分子量計(jì)算依據(jù) Mark-Houwink公式公式(稀濃度 1%)ZONWON質(zhì)量控制貫穿整個(gè)產(chǎn)品鏈質(zhì)量控制貫穿整個(gè)產(chǎn)品鏈中間產(chǎn)品生產(chǎn)中間產(chǎn)品生產(chǎn):- 有待使用的聚合物樹(shù)脂的質(zhì)量控制有待使用的聚合物樹(shù)脂的質(zhì)量控制- 所生產(chǎn)的中間塑料部件的質(zhì)量控制所生產(chǎn)的中間塑料部件的質(zhì)量控制樹(shù)脂生產(chǎn)樹(shù)脂生產(chǎn):- 聚合物樹(shù)脂的研究開(kāi)發(fā)聚合物樹(shù)脂的研究開(kāi)發(fā)- 聚合物樹(shù)脂的生產(chǎn)控制聚合物樹(shù)脂的生產(chǎn)控制- 聚合物樹(shù)脂的質(zhì)量控制聚合物樹(shù)脂的質(zhì)量控制汽車(chē)生產(chǎn)汽車(chē)生產(chǎn):- 塑料部件的研究開(kāi)發(fā)塑料部件的研究開(kāi)發(fā)- 最終塑料部件的質(zhì)量控制最終塑料部件的質(zhì)量控制 溶液和溶劑粘度的測(cè)定 作為聚合物分子量的一個(gè)測(cè)量用于許多塑料的分子特性的判斷是最可靠和