浆料中相对粘度检测方案(运动粘度仪)

浆料相对粘度测试方法的研究 粘度是浆料的重要质量指标之一,其大小影响浆液的流变性、成膜性和粘附性,进而影响浆液在浆纱中浸透与被覆的比例、上浆率和毛羽伏贴率等浆纱质量指标。为此,纺织厂和浆料生产厂非常重视浆料粘度这一指标。国内常用的浆料粘度测定仪器有:毛细管粘度计(如奥氏粘度计和乌氏粘度计)、旋转粘度计(如 A1017旋转式粘度计)、恩氏粘度计和落球式粘度计等。目前,浆料生产厂在浆料出厂前和纺织厂在浆料进厂时一般用A1017粘度计测试浆料的绝对粘度,但纺织厂在实际生产中,普遍用漏斗测定反映浆料相对粘度的秒数。由于浆料的绝对粘度(单位为mPa" s)测试操作不便,并且与漏斗秒数尚无较明确的对应关系,故纺织厂仍采用操作简便的恩氏粘度计测定淀粉类浆料的粘度。 恩氏粘度计在实际使用中,存在着以下不足。首先,因其采用手工卡秒表的方式记录液体流动时间,这必然存在人为的操作误差;其次,其终点判别是用人眼观察液面是否到达指定刻度线位置,这必然存在着视觉误差。正因如此,恩氏粘度计的测试误差较大,特别是不同的检验人员测得的数据的可比性较差。为此,使用恩氏粘度计测定浆料的相对粘度值时,不仅需要固定检验人员,而且检验人员需经过长期的操作训练。因恩氏粘度计存在上述不足,大大影响了其在纺织领域的应用,甚至有被淘汰的趋势。 在大量试验的基础上,探讨了一种操作简便、测试精度高,适合测试淀粉类浆料相对粘度的测试方法。 1新型测试仪器的结构和测试步骤 1.1仪器结构 由测定装置﹑浆液流动开启装置、容量瓶和自动计时装置四部分组成。 1.1.1测定装置用NDF79型旋转式粘度计的第三单元的测定容器改装而成,即将其底板旋转下来,换成图1所示的测试头。测试头的材料是防粘性很 好的聚四氟乙烯,其上部套有螺纹,使其可旋紧到测定容器的底部螺纹上。测定装置的容器部分可盛 80 mL浆液,热水流经测定容器的衬套可维持所测浆液的温度恒定。 1.1.2浆液流动开启装置浆液流动开启装置由可旋转铁杆、小弹簧和橡胶头组成,橡胶头固定在铁杆的头端,用以堵住测试头孔道的底部出口。为使橡胶头可密切接触测试头孔道的出口,使用小弹―注:图中尺寸为mm簧给铁杆施加以向上的力。图1测试头示意图当铁杆旋转时,迫使橡胶头从测试头孔道出口处移开,进而浆液可依靠自身重力从测试头孔道中流出。 1.1.3容量瓶瞭从测试头流出的浆液流入容积为50 mL的容量瓶。将两根细铜线插入到容量瓶中,铜线的头端与容量瓶刻度线平齐,用以检测浆液液面是否到达刻度线位置。 1.1.4 自动计时装置―由电子秒表改装而成,即从其内部触点上引出两根导线来,两根守线打PT,分别连接到浆液流动开启装置和容量瓶处。连接到浆液开启装置的目的是,在铁杆旋转使浆液流入容量瓶的同时,自动触发电子秒表开始计时。连接到容量瓶处的目的是,当流入容量瓶中的浆液液面升到导线位置时,两根导线连通,自动触发电子秒表停止计时。 1.2测试步骤 测试前3 min使95℃热水在测定容器衬套中循环流动; 将制备好的浆液注入到测定容器; 快速旋转浆液流动开启装置的铁杆,电子秒表自动开始计时.同时浆液从测试头孔.道流出.流入其下面的容量瓶中; 4)当容量瓶中浆液的液面到达导线所在位置时,电子秒表自动停止计时。 1.3 相对粘度值的计算方法 相对粘度值的计算公式为: = t浆│t水 式中, t浆为浆液的秒值; t水为蒸馏水的秒值。需注意的是,由于蒸馏水不导电,测定蒸馏水的秒值时,需在其中加入0. 004%的氯化钠,以使其导电。 1.4测试参数的优化 采用正交实验对该仪器的测试参数进行优化。1.4.1因子和水平的确定2仪器的测试结果稳定性主要受测试头孔道的孔径大小、制备浆液时保温时间和浆液浓度等因素影响。选用L(3*)正交表,因子和其水平值如表1所示。 1.4.2试验指标的确定选用浆液的相对粘度值的CV值作为试验指标。相对粘度值的CV值越小，仪器的测试结果稳定性越好。L(3*)正交表共有9个试验号,为了提高测得数据的可靠性,每号试验进行5次重复试验,每次重复试验测得6个相对粘度值,并计算这6个数值的CV值。 1.4.3试验结果统计分析采用C语言编程计算对试验测得数据进行处理,得正交计算表(见表2)和方差分析表(见表3)。 由表3知,因子A是特别显著的,因子B和因子C的影响不显著。对于因子A,由表2知,其Ⅰ ;原淀粉>公复合醚化淀粉>HB93多变性淀粉>复合氧化淀粉。 3结论 1.新的浆液相对粘度测试方法,克服了恩氏粘度计测试误差大、操作不便等不足,具有结构简单、造价低﹑操作简便、测得数据稳定可靠等优点。 2.通过正交试验设计,确定了该新型相对粘度测试仪器的最优测试参数,即孔径为3 mm,浆液浓度为2% ,浆液制备时的保温时间为30 min。 3．新的浆液相对粘度测试方法,具有一定的现实意义和广阔的推广应用前景。 粘度是浆料的重要质量指标之一,其大小影响浆液的流变性、成膜性和粘附性,进而影响浆液在浆纱中浸透与被覆的比例、上浆率和毛羽伏贴率等浆纱质量指标。为此,纺织厂和浆料生产厂非常重视浆料粘度这一指标。国内常用的浆料粘度测定仪器有:毛细管粘度计(如奥氏粘度计和乌氏粘度计)、旋转粘度计(如 A1017旋转式粘度计)、恩氏粘度计和落球式粘度计等。目前,浆料生产厂在浆料出厂前和纺织厂在浆料进厂时一般用A1017粘度计测试浆料的绝对粘度,但纺织厂在实际生产中,普遍用漏斗测定反映浆料相对粘度的秒数。由于浆料的绝对粘度(单位为mPa" s)测试操作不便,并且与漏斗秒数尚无较明确的对应关系,故纺织厂仍采用操作简便的恩氏粘度计测定淀粉类浆料的粘度。