【国家标准(GB)】 聚合物稀溶液粘数和特性粘数测定

中华人民共和国国家标准
聚合物稀溶液粘数和特性粘数测定Determination of viscosity number and liniting viscositynumber of polymcrs in dilute solutionGB/T1632—93
代替 GB 1632 · -79
本标准等效采用国际标准ISO1628/1—1984《聚合物稀溶液粘数和特性粘数测定方法标准化导则第一部分：通用条件》。
1主题内容与适用范围
本标准规定了集合物稀溶液粘数和特性粘数测定方法标准化导则及通用条件。本标准适用于指导建立各种聚台物稀溶液粘度测定标准。若没有单独的某一种聚合物稀溶液粘度测定标准，本标准可作为通用的指南。附录A和附录B详述了清洗仪器的方法和重要的误差来源。2 定义和单位
2. 1适用了各种液体的定义
2.1.1粘度：动态粘度？
流体在两个乎行平面之间作剪切运动，其中一平而在本平面内运动时，相对丁另平面作线性均速运动。则此流体的粘度可按牛顿方程定义如下：二
式中…—
剪切应力；
—粘度，
剪切速率或速度梯度（/z）
一平面相对于另平面的速度；
两平面垂直距离。
注：常称的粘度是指\牛频型粘度”，此时剪切应力对剪切速率之比是常数。对于高案物落液，常显示非牛顿型行为。即真比值随剪切速率的改变而变化，该比值通常称为该相应剪切速率下的“表观粘度\。粘度的其纲为:ML·\T-1
在国际单位制中，它的单位是Pa·。在实际使用中，多采用它的干分之--（10-\Pa·s)它相当于厘泊(c:P)，但后者现在不再推荐。2. 1.2运动粘度v
测定粘度时的温度下的流体密度。式中.-
它的量纲为:L3\T-!
国象技术监督局1993-03·03批准2)
1993-12-01实施
GB/T1632-93
在国际单位制中,它的单位是 m·s\1。在实际应用中，多采州它的百方分之一（10-\ms\1),即mm\·s-\,它相当于厘施(cSt),后者现在不再推荐。
2.2适用于聚合物溶液的定义
2.2.1粘度比（曾称相对粘度）
一定浓度的聚合物溶液和溶剂在同一温度下的粘度1和粘度之比：(3）
是一个无量纲的数值，
2.2.2粘度比增量（曾称增比粘度）.
是一·个无量纲的数值。
2.2.3粘数,V.N.（曾称比浓粘度)粘度比增量与溶液中聚合物浓度之比：n-ne
它的量纲为:M-\L
在国际单位制币，它的单位是m/kg在实际使用中，多采用它的千分之·（10\m2/kg),即mL/g：通常在低浓度下(低于0.01g/mL)测定粘数，除非对低分了量聚合物才提高浓度。2.2.4对数粘度(曾称比浓对数粘度，固有粘度）粘度比的自然对数与溶液中案合物浓度之比：In
其量纲和单位同 2.2.3。
2.2.5特性粘数(】
无限稀释时粘数或对数粘数的极限值：[] 1
En] = lirt
其量纲和单位同2.2. 3。
（4）
注，剪切速率对 2. 2. 1 至 2. 2. 5 各条的影响已被忽略。因为对于粘数,对数粘数和特性粘数小于 500 mL/g 时,其响通常可忽璐。严格地说，上述定义只有在剪切遂率无限小的极限时，才是正确的。3测量
用毛细管粘度计测量2.2.条中所需的数据。在规定的温度和大气压下,于同一支粘度计中测量一定GB/T
163293
体积的溶剂和溶液的流经时间z。和t，流体的流经时间与它的粘度的关系，可用Poiseuille-Hagenbac:hCouettc 方程表示；
= Kt -
式中:K—粘度计常数;
一动能改正参数；
腋体密度。
如果动能改正A/：可以不予考虑，式(8)简化为：A
+-+++( 8)
（9）
本标准中，当A/t小于溶剂粘度的3%时，可忽璐不计（见附录B)。除此之外.如果溶剂利溶液的密度差义小于0.5为时.就可用流经时间比t/。表示粘度比/证。4仪器
4.1毛细管粘度计u
乌(Ubbelohde)悬液式粘度计。推荐使用附录B图B1上标明尺寸的粘度计，间时，也批荐使用表1所列的乌氏粘度计。
表1推荐用于测定聚台合物稀浴液粘度的乌氏粘度计溶剂的运动粘度
. [5 ~. 30
0.31 --0. 50
0. 51 ~~0. 75
0. 76-1. 50
1, 51~2. 50
2. 51~- 5. 00
5. 01 ~15. t0
4.2粘度计架
毛细鸯直径
（±2%）
能将粘度计垂直固定在忙温中。4.3恒滑浴
C 球体积
(+5岁)
P管内径
粘度计型号
透明液体或蒸汽浴，具有足够深度。即粘度计中试样部分离恒温浴介质表面和浴底部各不少于20 mm.
恒溢浴的控温精度：在25～100℃范围内，离规定温度的变化不得大于0.05℃：高于100℃时，最大梁州说明：
1ITS(）1628/1摊荐的粘度计（见表1)-流经时间的范函较宽，不便使用。在附求B表BI中，拖荐一系列接游剂品种分类的乌天粘度计
为±0.2℃
4.4测温装置
GB/T 1632—93
已知校正值的液体温度计.在使用范围内是全式。读数精度0.05。具有相当精度的其他测温器也可使用。
4.5时器
可采用读数刻度至少0.2s，并在15min内其速率稳定在士0.1%的任何时器。5溶液
5.1溶液制备
聚合物在溶剂中溶解.应该得到没有微凝胶和缔合人分子的“真\溶液。并且，其降解也应降到最小程度。为此,要严格规定溶解的步骤，并推荐考虑下列因素：a。溶剂。必要时还要做前处理：h所用的设备及揽拌方法；
制备溶液时，系统所保持的温度范围；1聚合物在没有降解或恒定降解时完全溶解所需的时间；所用的稳定剂和保护气氛；
f．如果溶液过滤的话，要注明条件。5.2腋度
如果没有标准，则除上述因素外，还将仔细考虑溶剂和溶液浓度的选择。选择溶液浓度时，要使溶液的流经时间（t)和浒剂的流经时间（r。)之比在1.2~2.0范围之内（见注）。闪此，对丁一个给定的聚合物溶剂体系，按照被测案合物试样的摩尔质量，可采用多种浓度。浓度最好用每旁升溶液所含的聚介物质量(g/mL)表示。
社：为了保证测望流经时间的差有足够的精度，有必要规定1.2的下跟。因为在高摩尔质量时,虽然在通常的度，也会存作切变的影响和粘数对浓度的非线性,关系,故推荐 2. 0 的上限。6测量温度
按照充分溶解性和其他技术要求米选择温皮。对某一聚合物-溶剂体系而言，必须保持温度均勾性和规定温差。尽可能选择2510.(5℃。如果来用其他温度.应在报告中注明，7步骤
按照下述步骤.在同一支粘度计中，连续地测量溶液和溶剂的流经时间。7.1建立装
使恒温浴保持在规定的试验温度。将清洁干燥的粘度计(见附录A)离垂直线倾斜30°,通过L管,注入足量试液,致使当粘度计垂直时，其液面在两注液刻线之间。避免在粘度计中产生截留气泡。第一次注液可离开恒温浴进行。将粘度计装人恒温浴，确保N管垂直。保持段时间,使粘度计达到恒温浴相同的温度。如果在25C漫量，则1min已足够，者在高温，则较长时间。应当避免不必要的拖延固为已经发现，当与新装被的粘度计达到温度平衡后，很快能得到非常一致的结果。7.2测妥流经时问
当温度平衡达到后关闭 M 管。吸N管或在 L管上加压·使液面上升室E刻线上方药 mm 处+关N管,使其保持此液面。
π启M管,使液体从毛细管R的下端下落当液体从毛细管下端流尽并低十M管的F端时，开启V，测量液体弯月面的下底通过F刻线的CB/T1632—93
上边到F刻线的上边的流经时间。读准至0.28。对于含有少最细微分散额料（如碳熙）的聚合物溶液，必须观测弯月面的顶线。
借助于连接在管子上的清洁软管上的塞子或夹子，很容易进行开启和关闭管子。要确保没有绒毛或其他污染物进入管了。
第一次流动不能计为流经时间的测量，立即反复测最流经时间，毋需倒空和重装，直到两连续的流经时间差符合0.25%之内。取其均值作为流经时间。如果溶剂的两次连续的平均流经时间测定差大于0.4 ，则需清洗粘度计。注意：当使用如浓硫酸等危险性液体时，要特别小心。8 分析结果的计算
结果最好以粘数(V.N.）表示，mL/g。按式（10)计算：V.N. :
式中：液的流经时间.\;
在同一支粘度计中溶剂的流经时间，：—游液的质量浓度，g/ml.。
(10）
结果也可以特性粘数()表示。例如为了比较不同平均摩尔质量的聚合物，必须采用不同浓度（见5.2)。
特性粘数叮以一系列浓度分别为 Pi、P2-P.测得的粘数中计算而得,它们的浓度比例近似12：3….\。利用粘数值（纵坐标)对浓度（横坐标)做图，并将此线外推至浓度0.从纵坐标上读取特性粘数。
注：推荐用最小二垂法分析实验数值。特性粘数也可由一个粘数值计算而得。如式(11)：V.N.
() =
I+k'.p.V.N.
（11）
式中是：个经验常数。通常在0.2～0.3之间。它必须从事先测量两个不同浓度下的粘数，按式（12)计算而得：
V. N. - V.n..
V.N.,V.n. (p, - p)
·(12
在计算乱时，最好是测量儿个浓度，并依V.N.对β做图，通过实验点做直线。再选线上两个点的值代入式（12)，求得。
9试验报告
试验报告包括下列几项：
注明参照本标推。如果有被测案合物单独标谁时,也要注明；被测样品的完整标识。包括型号、批号及制造厂的代号等，溶液的浓度，有关溶剂的说明和制备溶液的详细情况；所用的粘度计的详细说明；
试验温度；
试验果；
试验日期及操作人员。
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仪器的清洗
（补充件）
与试验体接触的全部仪器和部件都必须非常清洁，这是本方法成败的关键。粘度计中任何杂物：如灰尘液休渍或细丝都会使试验招致失败。试验前，粘度计和所用的部件（玻璃器血、吸管、烧结骏璃过滤器、橡皮管等）都要清洗干净，要用合适的洗涤剂。如用王水除去玻璃器皿中的无机残留物，用合适的溶剂除去油溃和油污。特仪器十后，冉用新配制的铬酸清洗液在不低于20心下浸泡过夜。为了更有效地清洗，洗液最好先在水浴上小心加温。倒出洗液，用蒸馏水或去离了水至少洗五次，在100℃以下的烘箱中「燥。或者用蒸馏，干燥、过滤过的丙酮至少冲洗五次。并用经过滤的干燥空气慢气流吹干或最好用真空抽干。当连续测定两个性质相似的试样的流经时间之间.粘度计可按下述步骤清洗：倒尽试液，用经蒸馏、过滤的挥发性溶剂彻底冲洗，在抽气的情况下，用经过滤的干空气慢气流干燥或在烘箱中100℃以下烘下。清洗的效果可通过给定溶剂在该粘度计中的流经时间保持不变来检查。如果下一个被测溶液是类型相同粘度相近的聚合物溶液，则可用待测溶液洗粘度计后，再将余下的待测溶液注入粘度计。
对用于有机硅液体和氟碳化仑物的粘度计要专用，并经常标定检查。特别注意，不要让这些液体直接或间接(接触被这些液体污染过的溶剂)污染其他仪器。注意：用王水和铬酸洗液时，要特别小心！最好戴护目镜和橡皮手套。若溅到皮肤上，则用大量冷水冲洗，并避免吸入其蒸气。
附录B
误差来源
（补充件）
本标准是测定案合物稀溶液粘度性质方法的指南。这些性质（如粘度比等）巴凹在第2章中明确定义。出本法测得的结果与粘度的绝对测量相比，具有较高的再现性。因为对于溶剂和溶液米说，许多设备误差是相近的，可相互抵消。
B1测量源理
第2章中定义的粘度比等函数可从溶液和落剂的流经时间计算得到。在重力下液体通过悬液式岛氏粘度计的毛细管流动，其流经时间与流体的运动粘度成正比（见第3章）。这等于说动能和其他误差是可以忽略的，并且溶剂利溶液的密度差也可怒略不计。因此必须对某些可能有的误差的重要性进行讨论。
B2误差来源
毛细管粘度计最主要的误差来源归纳如下：表面张力；
毛细管末端效应
滴沥效应（即流经体积误差）；粘滞热效应！
粘度计垂直度偏差；
静压头偏差，
蒸发损失；
浓度和流经时间的误差；
前切效应：
温度波动和测温误差；
k、动能，
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幸好在提出的方法中.大多数影响可以忽略不计。在乌氏粘度计中进行有机溶剂的粘度相对测量时，由于表面张力、末端效应和滴沥效应等所引起的误差通常非常小。溶剂的蒸发损失和浓度的误差与试验过程有关,这些在试验方法中必须考虑到(见第 5章)。溶剂的流经时问至少要70~805.以便测量其有好的再现性,但不能人于200%,以免溶液的流经时间过长。
前切速率的影响可能很严重，因为聚合物溶液往往是非牛顿型的。严格地说应该在很低的前切速率下测最，然而在通常情况下，剪切速率高达1000ε-1,或者更高，幸好剪切速率效应可以证明是非常小的,除非聚合物的摩尔质量大于10°g/mol,而这种聚合物在商业上很少碰到。并,且为了标准化的目的考虑剪切速率的影响也是很不实际的。解决此问题的较好逐径是规定：个粘度计尺寸的公差，通过此办法使在不同实验室中测试同样的聚合物时，其剪切速率接近重复最后的结论是：用马氏粘度计进行测基时，最主要的误差来源是动能项。其数值可能相当大。例如三氛中烷(氮仿)在内径为0.58 mm的标准乌氏粘度计中测量时,有15%左右对粘数造成的误差可达30%。
B3粘度计选择1
因为将动能改正引入标准是不现实的，必须按下法之选择粘度计：B3.1动能项可忽略不计：
B3.2它是带数或在不同实验室中很好再复。后若是难以实现的。依靠静压差驱动的被体，在毛细管中流动的行为符合 pniseuine方程：ighRt
重力加速度，980mm/s2
乎均等效液#高，mm
R—毛细管半径,mm;
一毛细管长度，mm
v-储液(C球)体积,mm;
流体流经时间,s3
一流的运动粘度，mms1
实际上，有部分位能转化成动能+式(B1)变为nghR*t 2
采用说明：
8元7t
（B1)
11本标港对1%01628/1的B3作厂修改，原文仅从式(13t)得出动能改止系数X与C;球林积V和流经时间t无关的结论。本标催做了修改，并提出合适的粘度计规格（必表B1)，GB/T 1632-93
上式右边第二项称动能项，它所占的白分数称动能改正系数(X),按式(B3)计算：X
x'ghRi
兰g元
从式B3至B5可知，毛细管的半径R和长度L，均等效液柱高h，储液球体积V，流体运动粘度v和流经时间t，都能影响动能改正系数。尤其是毛细管半径的微小改变，将严重影响流经时间和动能改正系数。
为了避免在日常的粘度测量中进行动能改正和不同实验室的结果具有较好的互比性，本标准推荐了图B1所示的乌氏悬液式粘度计·并给出了加工参考表（见表B1)。8.5
阁乌式感液式粘度计
E和F一测量刻线G和H—注液刻线编号
4 ~ 10. 64
适用溶剂
二然甲烷
三然甲烷
乙酸乙酯
四氮呋
正庚烧
三然乙统
双甲苯
正辛烷
乙酸丁酯
二甲基甲酰胺
二甲基乙酰胺
环己统
一氧六环
硝基苯
环己酮
邻氰苯酚
正丁醇
GB/T 1632—93
表 B1
酚四乙烷11
96%硫酸
93%硫酸
此粘度计有三个特点：
溶剂流经时间1=100～130 s+
动能改正系数X20%；
粘度计加工参考表
运动粘度
trtns(25r)
C球体积
4. 0±0. 2
3. 0±0. t5
4. 0+0. 2
毛细管内径α
0.037±0.001
0.038=0.001
. 039:1 0, 001
0. 011±0.001
0, 047±0. 001
0.048+0.001
0.049+0.001
0. 054+0.001
0. 055±0. 001
0. 057= 0. 001
0. 059±0.001
0.061±0.001
0. 064 + 0. 001
0. 066 1 0.001
0. 070 5+0. 001 5
(0. 078-0. 00 5
(, 080±0. 001 5
0, 107+0. 002
GB/T1632—93bZxz.net
按常用溶剂分规格。其他溶剂，可按照相近的运动粘度获得合适的粘度计。附加说明：
本标准由中华人民共和国化学工业部提出。本标准由全国塑料标准化技术委员会化学方法分会归口。本标准山上海市合成树脂研究所负责起草。本标准主要起草人李。
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。