Определение вязкости растворов.

Формовочные растворы, используемые для формирования волокон, сильно структурированы. Степень структурирования может быть количественно определена как тангенс угла наклона кривых течения lg γ=f(lg G), где γ — градиент скорости, см^-1 и G – напряжение сдвига, Па.

Для формовочных растворов характерно резкое повышение вязкости при сравнительно незначительном повышении концентрации полимера или увеличения его степени полимеризации. Например, при повышении концентрации ксантонгената целлюлозы в растворе в 2 раза вязкость вискозы увеличивается более чем в 20 раз. На вязкость растворов оказывает влияние и температура. С повышением температуры вязкость растворов понижается. Вязкость формовочного раствора сильно влияет на процессы фильтрации, обезвоздушивания и формования волокон.

Формовочные растворы, применяемые для различных методов формования волокна, значительно различаются по вязкости. Как правило, при формировании волокна по сухому способу вязкость раствора в несколько раз выше, чем при получении волокна по мокрому методу.

Вязкость формовочных растворов обычно определяют методом падающего шарика и выражают ее в секундах. Испытания проводят в стандартных условиях — при постоянной температуре, неизменном размере и материале шарика, одной и той же высоте слоя жидкости. Между вязкостью раствора в секундах и вязкостью, выраженной в Па*с, существует определенная зависимость. Например, вязкость вискозы, равная 1,238 с, соответствует 0,1 Па*с.

Методика работы.

Рисунок 1 - Вискозиметр для определения вязкости формовочных растворов.

Вязкость формовочных растворов определяют в цилиндрическом вискозиметре с внутренним диаметром 20 мм и характеризуют временем падения стального шарика массой 0,13 г (диаметр 0,3 мм) через слой формовочного раствора между двумя метками, нанесенными на вискозиметре на расстоянии 200 мм одна от другой. Перед определением вязкости формовочный раствор необходимо выдержать в вискозиметре до полного удаления пузырьков воздуха. Во время опыта вискозиметр должен быть установлен строго вертикально, а шарик — проходить по центру вискозиметра. Для этого применяют пробку со вставленным в нее отрезком направляющей трубки диаметром 0,4 мм. В случае определения вязкости медноаммиачного формовочного раствора, а также растворов, содержащих диоксид титана или красящий пигмент, когда падающий через слой раствора шарик плохо виден, рекомендуется применять вискозиметр, нижний конец которого оттянут и снабжен отрезком резиновой трубки с зажимом. Тогда в вискозиметр до нижней метки наливают хлороформ, тетрахлорид углерода или насыщенный раствор сахара. Непрозрачный формовочный раствор наливают до верхней метки. Шарик в этом случае при помощи пинцета осторожно опускают на поверхность раствора и включают секундомер. Секундомер останавливают, когда шарик из формовочного раствора перейдет в нижний слой. Определение вязкости растворов полимеров рекомендуется проводить при температуре формования около 40 °С.

Определение вязкости вискозы проводят при температуре 20 °С. Если температура вискозы не равна 20 °С, в результат определения вносят температурную поправку.

Если температура вискозы выше 20 °С, поправку прибавляют, если ниже — вычитают.

Проводят несколько параллельных измерений вязкости и находят среднее значение этого показателя А, а также отклонение каждого значение В от среднего, %

Ход работы.

    Согласно методики провели несколько параллельных измерений (В) и получили среднее значение этого показателя (А):

В₁=83,4 сек

В₂=87 сек

В₃=81 сек

А=84 сек

    Рассчитали вязкость по формуле:

К₁=0,7%

К₂=3,6%

К₃=3,6%