胶体与表面化学-第6章-流变学.pptVIP

6.1粘度及其测定6.2流型6.3塑性及假塑性体系6.4胀性体系6.5触变性体系第6章流变学

流变学－－研究物质在外力作用下流动与形变科学。涉及范围广：大至土木建筑、冰川移动小至细胞和微生物的蠕动研究方法：两种1、数学2、实验目前：定性说明阶段流变学

粘度－－流体流动时所表示出来的内摩擦牛顿流体：或F－－切力D－－切变速率v－－流速?－－剪切应力?－－粘度A－－截面积层流状态下6.1粘度及其测定

雷诺数雷诺数－－描述流体流动状态的一个无因次数。R－－管道半径?－－流体的密度雷诺数Re超过某一数值时，层流就成为湍流。可用实验方法求得。

以上是纯液体。对于溶胶或悬浮体系，?与D的关系较复杂。粘度增加。?＝?0〔1＋k?〕?－－分散体系的粘度?0－－分散介质〔或纯液体〕的粘度?－－分散相在分散体系中所占的体积分数k－－常数溶胶或悬浮体系的粘度

?较大时：?＝?0〔1＋a?＋b?2＋……〕对于不对称粒子的悬浮体系：粘度随速度梯度的增大而减小。溶胶或悬浮体系的粘度

粘度的测定测定体系的粘度是研究流变学的最根本方法。落球法、振动法、毛细管流动法、转筒法。后两者常用。

毛细管流动法根本原理：在一定压力下，液体流过一定长度和半径的毛细管，测定它的流速，就能计算得液体的粘度。适用范围广，比较简便，且可获得精确结果。但必须严格控制温度，并选择适宜的流过时间。

转筒法由两个同心筒组成。在两筒之间装入液体，转动内筒或外筒，测定内筒扭丝的偏转角度或力矩，根据公式计算粘度。构造复杂，但其优点是可测定不同速度梯度下的粘度，故适用于非牛顿型流体。适用范围广，尤其是粗分散体系。

6.2流型在流变学中，常以D为纵坐标，?为横坐标作图，在图中得到的曲线称为流变曲线。不同的体系有不同的流变曲线，从曲线形状可分出假设干流型。

粘度?不随外界切力而变，是个常数。用粘度这一数值就能表征牛顿体系的特征。大多数纯液体、低分子稀溶液均属于该型。a、牛顿型

?随切速的增加而减小－－切稀作用。原因：聚集体破裂。塑性体系：油漆、泥浆假塑性体系：高分子溶液、淀粉溶液、乳状液等塑性体系有一“屈服值”b、塑性型和c、假塑性型

?随切速的增加而增加－－切稠作用。d、胀性型

一、塑性体系可塑性是由不对称性粒子的网状形结构引起的。要使体系流动，必须破坏网状形结构，即切力超过“屈服值”。随切力的增加，结构不断破坏，粘度不断下降。6.3塑性及假塑性体系

屈服值有三个：fL－－静切力：体系开始流动的切力fB－－动切力〔Bingham值〕：直线局部延长到?轴上fM－－体系开始层流时的切力一、塑性体系

三个数值具有相应的物理意义，在实际生产实践中各起着一定指导作用。fL不易测准fB主要用于塑性流动公式fM的物理意义比较明确，可以看作粒子间的结构完全拆散一、塑性体系

?塑－－塑性粘度，其值为图中直线局部斜率的倒数fB、?塑与粒子浓度、粒子大小、形状等因素有关。塑性流动公式

二、假塑性体系特点：没有屈服值，曲线过原点视粘度随切速的增加而减小n、K－－常数，视不同流体而异K－－稠度的量度，愈大那么愈粘n1通常用n与1的偏离程度作为非牛顿性的量度。

二、假塑性体系用?a表示视粘度，那么因为n大于1，所以?a随?的增大而减小。可用定向作用解释。

6.4胀性体系与假塑性体系相反，视粘度随切力的增加而升高。同样可用表达，只是n1

6.4胀性体系解释：静止时，粒子全是散开的;搅动时，粒子发生重排，形成了混乱的空间结构，这种结构不牢固，但大大增大了流动阻力，使视粘度上升。当搅动停止时，粒子又呈分散状态。

〔1〕体系的老化程度〔2〕分散剂的性质和用量〔3〕粒子的形状和大小目前对胀性体系性质的认识还很浅薄，但有实际意义。如钻井泥浆，假设出现胀性会卡钻。影响胀性的因素

6.5触变性体系对某些体系，其流变性与时间有关。可分为两类：1、触变性体系－－在一定切速下，切力随时间而减小。2、震凝性体系－－在一定切速下，切力随时间而增大。震凝性体系不多见，而触变性体系较常见，如粘土泥浆、油漆等。

触变性体系触变性的产生与体系内部结构有关。触变结构的主要特点是：1、从有结构到无结构，或从结构的白菜到结构的恢复是一个等温可逆过程；2、体系结构的这种反复转换，与时间有关。触变性产生的原因尚不清楚。

触变性测量双线法滞后圈