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如何应对粘度测量中的爬杆效应?(一)

2020.4.10

爬杆效应是高聚物具有粘弹性的表现之一。对于粘性流体,由于离心力的作用,液面将呈凹形(左图);与粘性流体不同,盛在容器里的高分子液体(粘弹性流体),当这种样品中放入转子旋转时,没有因为惯性作用而甩向容器壁附近,反而环绕在棒附近,出现沿棒向上爬的“爬杆”现象(右图),这种现象称为韦森堡效应,法向应力效应,又称“包轴”效应。出现这一现象的原因是这种高分子物料具有弹性,由于高分子流体在流动中形成各向异性结构而产生的:在旋转时具有弹性的大分子链会沿着圆周方向取向并出现拉伸变形,从而产生朝向轴心的压力,离轴越近的地方剪切速率就越大,故法向应力越大,相应的,高分子链的弹性恢复力就越大,于是使得液体沿轴向上挤,就出现了爬杆现象。

图片1.jpg

什么是粘弹性流体?有粘性液体和弹性固体的特性。

粘性液体:受力,流动,产生永jiu性形变

弹性固体:受力,变形,去除外力,形变恢复

粘弹性流体:受力时产生形变,去除外力,形变部分回复,受力时间越长,形变恢复部分越少。

爬杆效应的不利后果及其克服办法:

1、 爬竿效应对于高分子溶液而言是正常的,只要分子量达到一定数必然要爬竿,这也是高分子溶液弹性的体现。用普通粘度计来测量时由于爬杆现象,得到的数据经常是大于真实的粘度值,同时这类物料实际又是假塑性剪切变稀的,因此对这类物料的特性经常使测试者感到困惑。


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