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1、 模块化粘度测量系统模块化粘度测量系统适用于塑料和油品的特性表征适用于塑料和油品的特性表征我们的用户：仪征化纤瓶片中心国家实验室、我们的用户：仪征化纤瓶片中心国家实验室、北京燕山石化、北京燕山石化、桐昆集团（恒盛化纤、恒通化纤）、无锡联合电子（博士全桐昆集团（恒盛化纤、恒通化纤）、无锡联合电子（博士全资控股）、浙江古纤道化纤、浙江美邦化纤、杭州湾腈纶、资控股）、浙江古纤道化纤、浙江美邦化纤、杭州湾腈纶、浙江恒逸石化、浙江万凯新材料、邵兴佳力新纤维、江阴强浙江恒逸石化、浙江万凯新材料、邵兴佳力新纤维、江阴强力化纤、杭州铭众生物科技等力化纤、杭州铭众生物科技等 杭州中旺科技有限公司杭州中旺科技有限
2、公司产品的范围产品的范围o 恒温浴槽,冷却器和冷却循环槽o 聚合物熔样器o VR粘度计清洗器o 粘度提篮及提篮支架o 乌式粘度计o VD快速粘度计干燥器省级新产品杭州重点产业(工业和信息化专项)发展资金项目2012年拟参加国家中小型企业创新基金雏鹰计划专利示范型企业市级高新企业 科技项目科技项目粘度物理学粘度物理学层流: F/A = F/A = x dv/dxx dv/dx剪切强度: = F/A; N/m, Pa剪切速率: D = dv/dx 1/s 动力粘度: = = /D Pa Sec /D Pa Sec 用玻璃毛细管粘度计测试粘度的基本知识用玻璃毛细管粘度计测试粘度的基本知识动力粘度取决
3、于剪切强度和剪切速率之间的相互关系动力粘度取决于剪切强度和剪切速率之间的相互关系 流变学 运动粘度 vkin 动力粘度 vdynSI-单位: mm2/s旧单位:cSt (厘斯)SI-单位: mPas旧单位:cP (厘泊) vkin * Density（密度）=vdynn重力驱动的毛细管测量系统n旋转粘度计n落球粘度计n振动粘度计 D const v const. . 剪切速率 粘度准牛顿液体非牛顿液体 D const v const. 剪切速率 粘度牛顿牛顿 / 非非-牛顿流体牛顿流体oo粘度不受剪切速率的影响粘度不受剪切速率的影响: : 动力粘度 = = 常数常数 oo粘度依赖于剪切速率粘度
4、依赖于剪切速率: : 动力粘度 = f (D)= f (D)实例:层流流体: Re 2300膏体, (润滑) 脂高分子的高浓溶液聚合物熔体聚合物熔体悬浮液、乳胶、发泡液和液晶乌氏毛细管粘度计测量乌氏毛细管粘度计测量 air pump valve off open空气泵 电磁阀 关 开 0 sec 0 sec40 sec40 sec80 80 秒秒秒秒校正证书App.-Nr. 605731K=0,99731K=0,99731红外线光栏 2红外线光栏 179,49 = 80 sec80 sec x 0,997310,99731mm2/secVkin = C * t根据一给定的粘度和标准，( 建议
5、)100 秒 的测量时间，(最小时间约 60秒)可以确定所需的乌氏粘度计 :例如：Vkin = 35 mm2/sect = 100 秒，应使用常数常数 K = 0.3; 类型类型 IIc确定正确的毛细管:液体流经一根管子液体流经一根管子 o在一根管中呈抛物线的速度分布o哈根哈根-泊肃叶定律（由重力驱动的流动）泊肃叶定律（由重力驱动的流动）Vkin = C * t; C = p pr4hg/(8Vl)nC: 毛细管常数nr: 毛细管半径nh: 液柱的高度nV: 在 t 时间中通过毛细管的体积nl: 毛细管的长度乌氏原理乌氏原理气承悬液柱气承悬液柱(正确的正确的)Aeration放空放空液滴滴落液
6、滴滴落(错误的错误的)对于油品和润滑油的应用对于油品和润滑油的应用oo油品和润滑油油品和润滑油油品和润滑油油品和润滑油W运动粘度运动粘度 在润滑油的生产中 (例如：福斯)W粘度指数粘度指数 在油品生产中 (在 40C 和100C同时测量)W运动粘度运动粘度 和粘度指数粘度指数 在汽车制造商和他们的供应商W动力粘度动力粘度 - 40C - + 40C 刹车和气动流体 (密度!)W运动粘度运动粘度 在在 -60C下下 和 粘度指数粘度指数 在空军, 民用航空和他们的供应商中W运动和动力粘度运动和动力粘度 20C - 40C 用于油品生产的添加剂W运动和动力粘度运动和动力粘度 20C 硅脂和硅油W动
7、力粘度动力粘度 40C - 100C 绝缘油 (例如变压器)W用于矿物油产品的粘度标准用于矿物油产品的粘度标准在低温下放置后 航空透平润滑油的粘度改变标准标准内容内容ISO 2909矿物油产品 从运动粘度计算粘度指数ISO 3104石油产品 透明和不透明的液体 运动粘度的测定和动力粘度的计算ISO 3105玻璃毛细管运动粘度计 技术规范和操作指导ASTM D 341液体石油产品的标准粘度-温度曲线图ASTM D 396燃料油的标准技术规范ASTM D 445透明和不透明液体的运动粘度（和动力粘度的计算）标准测试方法ASTM D 446毛细管运动粘度计的标准技术规范和操作指导ASTM D 975
8、柴油和燃料油的标准技术规范ASTM D 2161运动粘度与赛波特粘度的换算ASTM D 2162主粘度计 和粘度标准油的基本校正ASTM D 2270在40 和100从运动粘度计算粘度指数的标准惯例ASTM D 2502分子量的估算 (石油油品的由粘度测量相对分子量） ASTM D 2532特殊燃料油的应用特殊燃料油的应用特殊燃料油的应用特殊燃料油的应用 燃料燃料交通工具交通工具Vkin (mm/s)范围范围T (C)备注备注柴油汽车1.3 4.140柴油船舶5.5 2440渣油船舶10 -55100在 40 下太粘汽油喷气机Max. 8-20飞行时的温度润滑油润滑油o粘度指数粘度指数 (IS
9、O2909, ASTM2270):n对于马达润滑油较高和较低温度与粘度的依赖性n应是高的nVkin at 40C 和 100Co 大范围的粘度和温度 (2 - 2500 mm/s 在 40C)o对于航空润滑油 低达 -40C用溶液粘度表征聚合物用溶液粘度表征聚合物在溶液中的聚合物在溶液中的聚合物oc c* : c c* : c c* : 大浓度的大浓度的 无簇团无簇团o相对的方法(更多的参数) o平均 (重量) 分子量oMark-Howink-方程方程:链长NMViscMva()int1K1K,a :聚合物的结构参数Vnt: 特性粘度极限粘数 特性粘度和分子量特性粘度和分子量用 Mark Ho
10、uwink 方程计算溶解的聚合物的分子量斯托丁格指数聚合物聚合物簇团簇团形状形状Mark-Howink 参数参数聚合物聚合物溶剂溶剂TCK x10a硫酸252.90.78PA6间甲酚200.731.0PC二氯甲烷201.110.78PMMA氯仿200,4850,80PE-HD十氢萘1356,20,70PVC环己烷250,850,75PS甲苯250,750,75PP十氢萘1351,10,80聚合物公式聚合物公式计算的类型计算的类型相应的公式相应的公式所用的符号表达所用的符号表达SI-单位单位 相对粘度相对粘度:SolventSolutionrelvvvvrel相对粘度-增比粘度增比粘度:1-re
11、lspecvvvspec增比粘度-比浓粘度比浓粘度:(粘数，VN，I)Cvvrelred1-vredC比浓粘度浓度cm3/gg/cm3对数粘度对数粘度(log. viscosity number)CvvrelinhlogvinhC对数粘度浓度cm3/gg/cm3K-值值根据 Fickentscher应用于:- 聚氯乙烯 (PVC)- 聚乙烯丙烯酸酯 (PVA)relvaCaaCaKlog5.1:with3001502211+-KCK-值浓度-g/cm3特性粘度特性粘度 线性外推求特性粘度线性外推求特性粘度 分子量分子量 / 链长链长 作为质量指数作为质量指数o高温 (断裂或延长链, 例如对于
12、PE ) oUV-照射 (阳光)o机械应力o老化o化学腐蚀 (氧化作用)塑料制造商必须验证他们的聚合物的分子量塑料制造商必须验证他们的聚合物的分子量 / / 链长以保持质量链长以保持质量! !聚合物质量控制聚合物质量控制聚合物聚合物rVRed (部件部件)结果结果142好141120坏125112极限PA6138140好.VRed (颗粒颗粒)145 塑料部件的出口控制塑料部件的出口控制 例如在注模后例如在注模后聚合物质量控制聚合物质量控制质量控制 : Vred 在规定的低浓度下原料聚合物的控制 （颗粒）生产控制塑料制造厂的入口控制聚合物聚合物VRed(容许范围容许范围)VRed实际生产实际生
13、产结果结果PA6 / 1120 - 130135 - 138PA6 / 2140 -150142 -144o.k.PC / 157 - 6055 - 56坏PC / 265 - 7573 74o.k.坏链长太长链长太短已使用在下列聚合物已使用在下列聚合物IPA聚酰胺(商品名: 尼龙, Lycra)IPBT聚对苯二甲酸丁二醇酯IPC聚碳酸酯IPES聚酯IPET聚对苯二甲酸乙二醇酯IPS聚苯乙烯IPSU聚硫砜IPVC聚氯乙烯和其它（如腈纶，聚丙烯酰胺等）ViscoBee软件模块，软件模块， 特性粘度评价特性粘度评价方法按照：方法按照：sSchulz-BlaschkesHugginssBillmey
14、ersSolomon-CiutasMartinsMarons平行线性外推s稀释线性外推V分子量计算依据 Mark-Houwink公式(稀浓度 1%)ZONWON质量控制贯穿整个产品链质量控制贯穿整个产品链中间产品生产中间产品生产:- 有待使用的聚合物树脂的质量控制- 所生产的中间塑料部件的质量控制树脂生产树脂生产:- 聚合物树脂的研究开发- 聚合物树脂的生产控制- 聚合物树脂的质量控制汽车生产汽车生产:- 塑料部件的研究开发- 最终塑料部件的质量控制 溶液和溶剂粘度的测定 作为聚合物分子量的一个测量用于许多塑料的分子特性的判断是最可靠和灵敏的方法之一。 用于测试用于测试 PET/PBT 的附件的附件o可密封的样品瓶, 溶剂瓶 和玻璃器皿o带磁力搅拌的恒温器 80C (PBT)o可加热的磁力搅拌块 o粘度测量系统 (例如 ZONWON IVS12/4/6 +VT)o乌氏粘度计 Ic或II型(可从ZONWON 购买)o烧结玻璃砂过滤器 20-100 m (除去填料和固体)o分析天平 (用于称重样品)o计量加液器 （用于加入溶剂）
