聚合物溶液的粘度測量技術

聚合物溶液的粘度測量技術

圖1顯示了通過剪切速率控制方法的溶液A和B的粘度(η)、剪切應力(S.STRESS)和剪切速率(S.RATE)之間的關系。
當試樣填滿錐板與平板之間的間隙時，錐板固定，平板旋轉，對試樣施加剪切應力，試樣中產生剪切速率。剪切速度是旋轉速度與錐角的比值。粘度是剪切應力和剪切速率之間的比例系數。由于剪切速率與板的旋轉速度成正比，當其逐步膨脹時，繪制出圖1的粘度和剪切應力曲線。在聚合物溶液中，鏈狀分子相互纏繞，隨著剪切速率的增加而散開。解散過程是粘度降低的原因。聚合物濃度和分子量越高，相同剪切速率下的粘度越高。

　圖2示出了同一測量中法向力和剪切速率之間的關系。
法向力是在垂直于板的旋轉方向的方向上產生的力。法向力不會發生在沒有鏈分子糾纏的物質中，例如水。這種現象稱為魏森伯格效應。這類似于柱狀橡膠在徑向上用繩子拉緊時，它會在縱向上拉伸的現象。認為施加在聚合物溶液中纏結的分子鏈上的應力作用在分子鏈基團拉緊的方向上。
在圖2中，表明具有低聚合物濃度的溶液A具有更強的法向力對剪切速率的依賴性。