[科普中国]-旋转黏度计

简介

随着科学发展和工业生产的提高，测定物质的粘度变得非常的重要，旋转粘度计可以用来测定聚合物液体的粘性和流动行为。因为大部分聚合物都是在粘流条件下进行加工成型的，对于聚合物粘度的测定，掌握粘流态的性能规律在聚合物生产工艺中非常的重要。

现有的旋转粘度计主要有转筒式，锥板式和平行板式粘度计几种形式。

旋转式粘度计是用于测量液体的粘性阻力与液体动力粘度，广泛用于测定油脂、油漆、塑料、食品、药物、化妆品、胶沾品等各种流体的粘度。

历史由美国Brookfield家族开创的旋转粘度测量法，利用其独特的转子与流体之间产生的剪切和阻力之间的关系而得出的全新的粘度值，开创了动力粘度的测量先河。Brookfield家族以自己家族的名字为品牌设计了世界上第一台动力粘度测量仪，也就是旋转粘度测量仪，也就是今天的布氏粘度计。而布氏也正是Brookfield家族的名称简写。

从开始的表盘式粘度计开始，旋转粘度计经历了75年的改造升级，其性能越来越好，之后逐渐出现的数显粘度计DV-I，DV-II，DV-III更是在粘度测量上创造了很大的进步。使得粘度测量不仅仅是单纯的测量粘度，更得测出流体的其他性质，比如触变等。

后来旋转粘度计进入中国市场，为我国的聚合物工业发展起到了很大的作用。

转筒式粘度计这种粘度计顾名思义外部为一平底圆筒，同轴的中心有一个圆柱体。在圆筒和狭缝间有两个互相平行 表面所构成的狭缝，聚合物液体就位于此狭缝中。通过无级调速器的带动来使圆筒作旋转运动。圆柱悬挂于一个测力装置上，并且通过弹簧与之相连。当圆筒旋转时，狭缝中的聚合物液体因受到剪切作用而发生流动，因为体液存在粘滞性从而带动圆柱转动，直到圆柱的转矩与弹簧力相平衡而停止转动，这时候圆筒旋转了一定的角度θ。平衡时，液体的剪切作用也到达了稳定状态，再通过圆柱的转矩和圆筒的转速便可以通过公式计算环缝中各位置上的剪切力和剪切速率1。

椎-板粘度计椎-板粘度计由一上部的圆锥体和一个在下不部的圆板组成，圆锥和圆板的中心都在同一条轴线上，圆锥的顶部与原板想接触，圆锥和圆板都是可转动的部分，和转筒粘度计稍不同的是，聚合物熔体处于圆锥和圆板构成的夹角为θ的狭缝中，转动圆板，由于液体的粘滞性，将带动圆锥转动，在剪切平衡的条件下，圆锥在转动一定角度后停止旋转。

落球式粘度计落球式粘度计也是测定聚合物粘度的一种方法，但是很少用来测定熔体的粘度，它的局限性在于不容易得到剪切力和剪切速率等基本数据。在球的运动过程中，液体中各部分Υ的数值并不均匀，数据处理也较为困难。因此对于非牛顿流体难以做全面的分析，仅适用于牛顿流体，可以估计球附近的最大剪切速率，为3v/2R （v为球下降的速度。R为球的半径）。测定时体液中的剪切速率通常为0.01每秒以下，聚合物熔体在这样的速率下一般可以认为是牛顿液体。