1.1為何要做有關(guān)流變的測量?
任何一位在開始學習有關(guān)流變的過程中一定先會問一個問題,那就是”為什么要做黏度的測量呢?”成千的做相關(guān)實驗的研究人員告訴我們,它可以提供我們資料,包括流程的影響、公式的改變以及對象對時間的變化狀況,以幫助我們更進一步的了解實驗系統(tǒng)的行為并且做相當程度的推測。
在流變特性的測量里,常見的是對于其品質(zhì)的控制,如一批批的原料必須有著一致的流變特性。也就是為了這個原因,對于產(chǎn)品的一致性與品質(zhì)的控制上,大家相信流體的行為是一個zui直接能夠測量的方式。
而研究流體行為的另外一個原因,是因為它是一個直接可估計獲得的性質(zhì)。如一個高黏度的液體,在傳送上我們知道需要比較高瓦數(shù)的泵。因此了解流變行為對于管線設(shè)計與泵的裝配設(shè)計系統(tǒng)上是非常有用的。
另外在研究上也被提出,物質(zhì)的特性在流變上的表現(xiàn)是敏感的,如物質(zhì)分子量的增加或是其分子量分布不一致,亦會直接反映在其流動行為上。這在高分子的合成上是很重要的,我們可以藉由其流變行為來比較其分子量,而不需大事周章的去測量其真正數(shù)值。流變的測量在接下去的化學反應中也是非常有用的;應用在生產(chǎn)中的品質(zhì)控制或是藉由它來控制一個流程,并且無論在化學、機械、熱處理、添加物的影響或是熱硬化反應的過程。它也是預測并控制產(chǎn)品特性、zui終使用表現(xiàn)與材料行為的一種方法。
1.2思維流變現(xiàn)象
一開始,讓我們思考一個問題,”在一產(chǎn)品或流程上,流變的某些參數(shù)是否對它們有著關(guān)連性呢?”要知道問題的答案,直覺上我們必須要在材料的化學及物理現(xiàn)象上下功夫,而原因是因為它們會反映出流變行為?,F(xiàn)在,我們先假設(shè)這些信息我們已經(jīng)知道并且也確定了幾種的可能性。我們要做的下一步是去收集一些初步關(guān)于流變一些數(shù)據(jù),并且思考決定此系統(tǒng)所表現(xiàn)出的流體行為特性是屬于那一范疇內(nèi)?;旧希鲜鰶Q定幫助我們選擇使用某一款本公司的黏度計做測量并且繪制其有關(guān)流體行為的結(jié)果(在第四章對此有特別加以論述)。
一旦流體的行為已經(jīng)確定,我們就能對于系統(tǒng)成分間的互相作用情形有更詳細的了解(在4.7節(jié)可以找到更多有關(guān)影響流變特性的信息)。在本公司的儀器內(nèi)亦建有不少的數(shù)學模式可拿來對資料做zui適化的仿真(這些數(shù)學模式我們在第五章亦有加以論述)。
這些數(shù)學模式范圍從簡單到復雜我們都有提供。有些僅是將數(shù)據(jù)繪制成圖表;其它則需要兩種變量比例的計算。有些是相當復雜的,需要用到計算器或計算機的程序設(shè)計。這類的分析可以將我們的資料作zui有效的利用,常常也能由這些程序得到一些對流程與產(chǎn)品來說很重要的一些數(shù)字。
一旦我們能得知流變量據(jù)和產(chǎn)品行為的關(guān)系,這些流程就能夠被我們一再地反復使用,而測得的數(shù)據(jù)也可以幫助我們做些產(chǎn)品現(xiàn)象與行為的預測評估。
1.3黏度測量所考慮的三個學派
在流變學的應用和黏度計的使用上面來說,經(jīng)驗中有三個思量的基本方向。我們把它們列在這里,并且提供您選擇,在選擇上并沒有的對與錯,因為每一個都有自己的優(yōu)點。
1.3.1實用學派
*個思考方向是其實用價值。選擇這一類的人們關(guān)心的不是流變的理論或是一些測量的參數(shù),他們所需要的是本公司儀器提供的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)對有關(guān)產(chǎn)品與流程方面非常的有用。重視品質(zhì)控制與工廠產(chǎn)品應用的使用者是隸屬于此范疇內(nèi)的。
1.3.2理論學派
第二個我們所提到的思考面與理論有較密切的關(guān)系。支持此一學派的人們知道,本公司某些種類的黏度計無法直接的提供非牛頓流體的剪率數(shù)值與黏度。然而,他們發(fā)現(xiàn)可以將一些重要的結(jié)果或是流程參數(shù)與讀到的黏度加以研究來找到其相關(guān)性。有許多使用者是屬于這一范疇內(nèi)的。在許多與流變相關(guān)的文獻上常提到一句話,”我知道這組數(shù)據(jù)并不是非常的,但是我們把它放在心里,并多取幾組數(shù)據(jù)來提供比較”。在許多的例子里,照著上述的流程我們可以得到一些令人滿意的結(jié)果,而不需要再去購買一些更高精密且昂貴的流變儀器設(shè)備。
1.3.3學術(shù)學派
第三類的人們是相當學術(shù)派的。他們需要所有測量的參數(shù),特別是剪率及簡力,他們都想要知道并且予以了解。他們對于裝置的幾何形狀也一并想要了解,如cone and plate或是coaxial cylinders。舉一些本公司的產(chǎn)品來說有wells-brookfield cone/plate、cap viscometers、ul adapter、small sample adapter、thermosel、din adapter和spiral adapter accessories和pvs rheometer一樣。這些儀器可以有效的測得剪率而也可直接地得到黏度數(shù)值。
上述的是我們提供給您的有關(guān)黏度測量思維的幾個方向。您可以依據(jù)您的背景、目標、方法與擁有儀器的種類來加以選擇。而以下的章節(jié)是一些相關(guān)的資料。