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油墨和流變學(xué)(四)
集萃印花網(wǎng)  2009-11-18 00:00:00
    【集萃網(wǎng)觀察】使用愛密勒粘度儀時,必須注意使用變速器與不使用變速器時的差別。

    愛密勒粘度儀不僅可以測定流體的絕對粘度(泊),也可以用來測定相對粘度。不僅在一般溫度下可以測定,而且還有高溫測定的附件。

    這種儀器不僅操作方便,經(jīng)久耐用,需要的樣品量少,更可貴的是它的準(zhǔn)確性是比較高的。因此,在我國的油墨行業(yè)中已有成為工具的趨勢。但由于它的轉(zhuǎn)速是固定的,所以不能用這種儀器測定流體的流變曲線。

    6、軸運動的同心圓筒式粘度儀(Concentric Cylinder  Viscosimeter with axial  Motion)  。

    這是一種具有同心圓筒的軸運動粘度儀。旋轉(zhuǎn)式粘度儀是圓滓之間的相對旋轉(zhuǎn),軸運動粘度儀是軸與筒(套)的相對滑動(軸運動)。

    這種儀器也叫落棒(桿)式粘度儀。我國油墨行業(yè)目前廣泛采用的,由法國生產(chǎn)的拉雷(1aray)粘度儀就屬于這種類型。

    這種儀器的準(zhǔn)確度主要是棒與管子(即軸與筒)之間的機械加工精度。工業(yè)上使用的儀器,其棒,管(=b—a)之間的距離一般在數(shù)千分之一厘米左右。

    測定時一般約需一毫升油墨,將其放在棒,管之間的環(huán)形槽內(nèi),然后測定棒自上而下降落經(jīng)過10厘米距離的時間,這個時間可以用來計算被測油墨(薄層)的剪切速率。由于圓棒上可以加上不同重量的砝碼,因此,就可以得到幾個不同的時間,這就等于可以在幾種不同的剪切速率下測定油墨的粘度(我們也可以利用儀器的常數(shù),將用各個不同重量的砝碼所測得的時間,換算成剪切應(yīng)力-重量和剪切速率-時間)。然后根據(jù)測定的數(shù)據(jù)將其點在圖上(圖中橫坐標(biāo)表示剪切應(yīng)力,縱坐標(biāo)表示時間),并將各點連成一直線,此線交于橫坐標(biāo)上的數(shù)據(jù)(大的數(shù)字是以金屬棒測定時采用的數(shù)值,小的數(shù)字是以玻璃棒測定時采用的數(shù)值),即為被測油墨的屈服值。再通過原點作一平行于此直線的直線,此線交于右上方的數(shù)據(jù)即為被測油墨的粘度。

    如果被測物質(zhì)屬于牛頓流體,則這些測定點的連線是一根通過原點的直線。這表示這種物質(zhì)沒有屈服值,直線的另一端就是它的粘度數(shù)值。

    油墨大多數(shù)屬于塑性體,這在前面已經(jīng)談及。那么為什么會得到一根直線呢?這是因為當(dāng)剪切速率足夠大時,所得到的點(曲線)都是在流變曲線的上端部分,這一部分的曲線基本上是接近直線的。如果測定時采用的重量不夠,使剪切速率過小,這不僅會大大延長測定所需的時間,而且往往會造成在線的下端有彎曲的情況,這樣就會使測定帶來誤差。

    一般地說,油墨的粘度大于400泊時,所采用的重量最好在500—1500克之間,小于200泊時,所采用的重量以200—1000克之間比較合適。但最好不要采用2000克以上的砝碼,以免產(chǎn)生過度的摩擦熱。

    測定時最好依照順序先用重的砝碼,后用輕的砝碼。  

    通常,用重的(一套)砝碼測定時,得到的屈服值數(shù)據(jù)比較高而塑性粘度則比較小。

    用這種儀器測定假塑性流體時,其誤差是比較大的。

    拉雷粘度儀所用圓棒的材料有合金制的和玻璃制的兩種,合金棒自重130克,玻璃棒自重為合金棒重量的l/4,即32.5克。有時還采用自重為25克和50克的兩種玻璃棒,以供測定低粘度物質(zhì)時使用。圓棒的長度一般約為30.5厘米左右,直徑為1.2厘米。

    管(套)壁一般都是合金制的,其內(nèi)徑為1.208厘米。對于圓棒的直徑,棒的自重以及管(套)的內(nèi)徑和長度要求是比較高的。加工精度一般均要求能達到±1微米左右。

    由于數(shù)學(xué)計算比較麻煩,所以,實際上還是應(yīng)用儀器的附圖比較方便(儀器的附圖也是以數(shù)學(xué)推導(dǎo)為基礎(chǔ)的)。但是,也必須注意,使用這種儀器時雖然只需測定兩點就可在圖上作一直線,但應(yīng)當(dāng)看到多測定幾點對提高結(jié)果的準(zhǔn)確    性是有助的,因為直線偏差一點,結(jié)果就可能有比較大的出入。   

    可以看出,拉雷粘度儀是一種簡易而比較準(zhǔn)確的儀器。

    7、帶式粘度儀(Band Viscosimeter)。

    帶式粘度儀實際上也是平行板型的結(jié)構(gòu),只是用一塊薄的平式帶(即移動板)以恒速通過一條與平行墻(固定板)組成的狹縫的儀器。

    帶式粘度儀是美國國家印刷油墨研究所(National Printing Ink Research lnstitute)專門設(shè)計的一種儀器,由于體積大,使用條件要求比較高,故甚少應(yīng)用。

    8、錐板式粘度儀(Cone and Plate Viscosimeter)。

    錐板式粘度儀由一個圓錐體與一平板組成,圓錐的頂點與板垂直相接觸,錐有一個很寬的直角,以使錐和平板之間形成很小的角(一般在2—3度之間),在兩者的環(huán)形縫隙中則可裝入被測流體,儀器的平板是靜止的,錐是可以旋轉(zhuǎn)的,在一定的旋轉(zhuǎn)速度下,測定錐受流體阻抗的偶力。

    錐板式粘度儀是一個有許多優(yōu)點的測定粘度的儀器,對測定非牛頓流體,更有其獨到之處。

    這種儀器實際上也是種旋轉(zhuǎn)式粘度儀,所謂錐板(粘度)儀是指其傳感系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子)而已。錐的大小,角度有多種,以供不同目的的測定用。就哈克(HAAKE—Rotovisco)粘度儀而言,它的傳感器是多種多樣的。

    測試時所需的油墨量很少,約0.1厘米。。由于它是以很薄的油墨膜受剪切的,故力-誘導(dǎo)熱可以很快地散失,這可得到更精確的結(jié)果。

    由于這種儀器有程序裝置,經(jīng)調(diào)節(jié)可以在不同速度下測定流體的粘度,又配有流變曲線自動記錄裝置,所以,儀器的優(yōu)越性是比較多的。   

    目前,在世界范圍內(nèi)有不少科學(xué)工作者都在用這類儀器來研究油墨等一類物質(zhì)的流變特性。

    9、轉(zhuǎn)盤式粘度儀(Rotating  Disk  Viscosimeter)。

    這種儀器雖然可以比較快的測定流體的粘度,但其準(zhǔn)確度比較差,因為用它測得的數(shù)據(jù),一般還要以已知粘度的流體來進行校正。對牛頓流體來說,這種儀器還比較準(zhǔn)確,但對非牛頓流體來說就不然了,因為它不能在較窄的范圍內(nèi)測定流體的剪切應(yīng)力。誠然,它仍然是個有用而輕便的儀器。

    在盤上面的流體圓筒,是被測流體本身的表面,它可以假設(shè)為在盤旋轉(zhuǎn)時,是一個完全靜止的流體層,在盤下面的流體圓筒,則受到一定范圍的剪切。這種情況的差別在手提型盤式粘度儀中是極易看到的,故必須要用已知粘度的流體對這種儀器進行校正。

    為了補償邊緣效應(yīng),可以采取增加盤的半徑-假設(shè)增加0.44x(x是盤浸入流體的深度)的作法來進行近似的補償,這樣,就可與實際情況接近些。

    10、平行板粘度儀(Parallei Plate Viscosimeter)。

    這種粘度儀有時也叫鋪展儀(Spread Ometer)。

    這是一種建立在兩塊平行板之間油墨流動的原理的儀器,它可以在低剪切應(yīng)力下快而準(zhǔn)確地測出油墨在兩塊平行板之間的流動情況(國際上有的國家取一分鐘時的鋪展直徑,作為該油墨的流動度)。但是不能用它來代表在印刷機上的情況,因為印刷機的剪切應(yīng)力要高得多。

    平行板粘度儀是一種結(jié)構(gòu)比較簡單的粘度儀,用它可以測定油墨的斜率,截距,屈服值和粘度。

    來源: 卓創(chuàng)資訊化工網(wǎng)

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