聚合物溶液的粘度測量技術(shù)

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(yīng)力(S.STRESS)和剪切速率(S.RATE)之間的關(guān)系。
當(dāng)試樣填滿錐板與平板之間的間隙時，錐板固定，平板旋轉(zhuǎn)，對試樣施加剪切應(yīng)力，試樣中產(chǎn)生剪切速率。剪切速度是旋轉(zhuǎn)速度與錐角的比值。粘度是剪切應(yīng)力和剪切速率之間的比例系數(shù)。由于剪切速率與板的旋轉(zhuǎn)速度成正比，當(dāng)其逐步膨脹時，繪制出圖1的粘度和剪切應(yīng)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(guān)系。
法向力是在垂直于板的旋轉(zhuǎn)方向的方向上產(chǎn)生的力。法向力不會發(fā)生在沒有鏈分子糾纏的物質(zhì)中，例如水。這種現(xiàn)象稱為魏森伯格效應(yīng)。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(xiàn)象。認(rèn)為施加在聚合物溶液中纏結(jié)的分子鏈上的應(yīng)力作用在分子鏈基團(tuán)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(qiáng)的法向力對剪切速率的依賴性。