烏氏粘度計的原理及影響因素

烏氏粘度計的原理及影響因素

烏氏粘度計(UbbcloHde Viscometer)是一種重力型的毛細管粘度計，是基于相對測量法的原理而設計的，也即依據液體在毛細管中的流出速度，來測量液體的特性粘度( 也稱為極限粘度)。

一、粘度的定義

當流體受外力作用產生流動時，在流動著的液體層之間存在著切向的內部摩擦力，如果要使液體通過管子，必須消耗一部分功來克服這種流動的阻力。在流速低時管子中的液體沿著與管壁平行的直線方向前進，靠近管壁的液體實際上是靜止的，與管壁距離愈遠，流動的速度也愈大。流層之間的切向力f與兩層間的接觸面積A和速度差。Δv成正比，而與兩層間的距離Δx成反比，式中，η是比例系數，稱為液體的粘度系數，簡稱粘度。

高聚物與黏均摩爾質量

高聚物摩爾質量不僅反映了高聚物分子的大小，而且直接關系到它的物理性能，是個重要的基本參數。與一般的無機物或低分子的有機物不同，高聚物多是摩爾質量大小不同的大分子混合物，所以通常所測高聚物摩爾質量是一個統計平均值。測定高聚摩爾質量的方法很多，而不同方法所得平均摩爾質量也有所不同。比較起來，粘度法設備簡單，操作方便，并有很好的實驗精度，是常用的方法之一。用該法求得的摩爾質量成為粘均摩爾質量。

二、特性粘數與聚合物分子量的關系

對于給定聚合物在給定的溶劑和溫度下，特性粘數[η]的數值僅由給定聚合物的分子量所決定，[η]與給定聚合物的粘均分子量Mh的關系可以由Mark-Houwink方程表示：

其中：K —— 比例常數；α —— 擴張因子，與溶液中聚合物分子鏈的形態有關；Mη —— 粘均分子量。

　　K、α與溫度、聚合物種類和溶劑性質有關，K值受溫度的影響較明顯，而α值主要取決于聚合物分子鏈線團在溶劑中舒展的程度，一般介于0.5～1.0之間。在一定溫度時，對給定的聚合物-溶劑體系，一定的分子量范圍內K、α為一常數，[η]只與分子量大小有關。K、α值可從有關手冊中查到，或采用幾個標準試樣由上式進行確定，標準試樣的分子量由絕對方法（如滲透壓和光散射法等）確定。

三、特性粘數的影響因素

（1）分子量：線型或輕度交聯的聚合物分子量增大，特性粘度[η]增大。

（2）分子形狀：分子量相同時，支化分子的形狀趨于球形，特性粘度[η]較線型分子的小。

（3）溶劑特性：聚合物在良溶劑中，大分子較伸展，特性粘度[η]較大，而在不良溶劑中，大分子較卷曲，特性粘度[η]較小。

（4）溫度：在良溶劑中，溫度升高，對特性粘度[η]影響不大，而在不良溶劑中，若溫度升高使溶劑變為良好，則特性粘度[η]增大。

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