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谈国内旋转粘度计的性能及特点

国外对高剪切速率旋转粘度计的研究较国内要先进得多,而且品种也多,基本上满足了涂料工业发展的需要。国内研究起步较晚,至今还没有建立国家标准,影响了涂料工业的发展。

在涂料的研究、生产和施工中,粘度测量也是国内外学者研究的重大课题。据报道,涂料这种“非牛顿”流体在不同的剪切速率下所表现的粘度是截然不同的,特别在涂刷施工过程中,会表现出两种极端的流变状态:在涂刷期间,徐料处于5…一20000秒一的高剪切速率下,而在涂刷后,即流平阶段,涂料又处于小于1秒的极低剪切速率下。在这两种状态下,涂料的表观粘度会有极大的差别,如果在垂直表面上施工,由于地心引力存在,还存在一个流挂性问题。

据报道,这三种流变学状态都是相互关联的,而且与各种剪切速率下的粘度有着直接的关系,可以通过建立数学模型把三联系起来。在施工中,如果想得到较好的涂刷性,也就是要求涂料在高剪切速率下具有较低的粘度;为了得到良好的流挂阻力,又要求涂料在较低剪切速率下具有较高的粘度。

此外,良好的流平性要求涂料在零剪切速率下具有一定的粘度。因此,研究在不同剪切速率下涂料的流变特性极为重要。要想完整地表达“非牛顿”流体的流变特性,只有使用旋转粘度计。目前,在世界范围内普遍采用旋转粘度计对各种“非牛顿”流体进行质量控制,防止由于错误的试验结果而导致错误的结论。同时,某些较高级的旋转粘度计还能模拟实际过程的状态条件,这就意味着测试结果可直接指导实际应用。

为了使大家便于了解和选用旋转粘度计,本文将国内外现有部分旋转粘度计的性能及特点介绍如下。

1.同济大学和夭津第二材料试验机厂生产的粘度计,均与丹麦的同类型旋转粘度计相似。其性能指标略优于丹麦产品。该仪器设计合理,应用灵活,备有四个测量系统供不同测量范围及测试条件选用。测量误差为士4%,转速分三档:750转/分,75转/分,?.5转/分。用外加减速器变速。恒温系统由外接超级恒温水浴提供。该仪器现已广泛应用手轻纺,医药,化工等行业。但由于仪器剪切速率偏低,故无法直接满足指导涂料产‘pCi的实验及施工的要求。

2.B式(Brookfield)旋转粘度计是目前广泛用于化工行业的粘度计。美国,日本及上海天平仪器厂均有生产。这种旋转粘度计结构紧凑,使用方便,转速分四档或八I档,可以灵活地进行调节,最高转速为100转/分。可用作流体粘度的测量和做简单的流变特性测量。此外它还可以做为手提式使用,适合于现场测量。但该仪器不带恒温控制系统,而且剪切速率亦低。

3.NXS-11型旋转粘度计的主要特点:

直接测定液体的绝对粘度,测量范围宽,可便携式测量。有15种不同转速,可做一般性流变特性研究。最高转速360转/分。可在实验室中做表观粘度测量和比较测量。该仪器目前在涂料行业中应用极少。

4.哈克(HAAKE)旋转粘度计是目前较先进的粘度测量仪器。自动化程度高,性能齐全,操作方便,可直接模拟实际工业过程,并可通过X-Y-T记录仪自动记录和绘制流变曲线及测定屈服值。该仪器配有多种附件以扩大测量范围。它配有13个粘度传感器系统,供各种场合选用。仪器的最大转子转速为1000转/分,速度选择范围也很宽,在0:1^-724转/分范围内有40个固定档,其中RV:还配有20个速度程序。在标准速度范围内可配用ZG10一10:1和Z6100-100:1机械减速器减速,这就意味着它能在相当广泛的速度范围进行试验。温度控制精度达士

哈克旋转粘度计是供科研和产品质量检验的标准仪器。符合西德国标DIN53018和DIN53019,已为世界所承认。但其价格昂贵,做一般性的产品检验和质量控制不宜采用。美国的Ferranti-Shirley旋转粘度计是与哈克类似的高级旋转粘度计。

5.英国的I.C.I.旋转粘度计:其优点是剪切速率高,可达10000秒一’,使用方便,用样品量少,清洗方面,读数直观,控温精度为士0.20C.该仪器较适用于油漆产品质量控制及施工粘度测试等。

6.东德产RHEOTEST2旋转粘度计,是介于哈克与I.C.工。之间的一种粘度计/适合于一般科研使用。可作简单的流变曲线。剪切速率较高,使用温度为一60^-+150`Co采用液体循环恒温。转速控制采用机械变速系统,变速范围为:5/18^-243转/分。

7.斯托姆(Stomer)旋转粘度计是较老式的粘度计。结构较简单,操作方便。日本,美国均有生产,为美国标准ASTM采用_其它一些旋转粘度计与上述的大同小异,这里就不再赘述了。

国外对高剪切速率旋转粘度计的研究较国内要先进得多,而且品种也多,基本上满足了涂料工业发展的需要。国内研究起步较晚,至今还没有建立国家标准,影响了涂料工业的发展。目前有关单位正在加紧研制,一定会在短期内填补这项空白。

目前,在世界范围内普遍采用旋转粘度计对各种“非牛顿”流体进行质量控制,防止由于错误的试验结果而导致错误的结论。