ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Практические работы Измерение вязкости раствора агар-агара из "Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 3" Методы измерения механических свойств коллоидов и растворов высокомолекулярных соединений делятся на две группы 1) методы измерения вязкости, 2) методы определения механических свойств при напряжениях ниже предела текучести и методы определения предельного напряжения сдвига. Первая группа методов основана на измерении значительных деформаций, во второй группе методов изучаются малые деформации. При измерении вязкости в большинстве случаев задается напряжение и измеряется скорость течения жидкости или скорость движения тела в жидкости. Исключение составляют методы измерения аномалии вязкости, устанавливающие зависимость вязкости от скорости или, точнее, от градиента скорости течения жидкости. В этом случае к испытуемому раствору или суспензии прикладывается ряд напряжений. При измерении упругости или предельного напряжения сдвига также прикладываются переменные напряжения и измеряется величина деформации или наименьшее напряжение, вызывающее течение. [c.191] По принципиальным особенностям конструкции приборы для измерения вязкости делятся на следующие типы 1) капиллярные вискозиметры 2) ротационные вискозиметры или вискозиметры с коаксиальными цилиндрами 3) вискозиметры с падающим шариком 4) вискозиметры, основанные на других принципах (маятниковые вискозиметры, приборы, основанные на сдувании тонкого слоя жидкости, и т. д.). [c.191] Измерение вязкости в капиллярных вискозиметрах основано на применении уравнения (3). В большинстве приборов этого типа измеряется время протекания определенного объема жидкости через капилляр. Отдельные типы капиллярных вискозиметров служат для измерения вязкости по объему жидкости, протекающей в единицу времени. Разность давления на концах капилляра, наполненного жидкостью, создается весом столба самой испытуемой жидкости или каким-либо специальным приспособлением (сжатым воздухом, насосом и т. д.). [c.191] Точность измерения вязкости в капиллярном вискозиметре зависит от качества термостатирования, от точности измерения времени протекания жидкости (обычно, время прохождения мениска жидкости от метки до метки), от точности установки вискозиметра по уровню или отвесу и, в случае применения внешнего давления, от постоянства этого давления во время опыта, а также от точности измерения давления. [c.191] Ротационными вискозиметрами называются вискозиметры с двумя коаксиальными цилиндрами, в зазоры между которыми помещается испытуемое вещество. Напряжение прикладывается к этому веществу путем вращения с постоянной скоростью одного из цилиндров при помощи падающего груза или электромотора. [c.192] Различают два типа ротационных вискозиметров. В приборах первого типа один из цилиндров неподвижен. Иэмерение сводится к определению числа оборотов подвижного цилиндра в единицу времени или к определению времени одного оборота цилиндра. Эти вискозиметры применяются для вязких жидкостей и пластических тел. С их помощью также может быть измерено предельное напряжение сдвига. К вискозиметрам первого типа относится вискозиметр ВоЛаровича. Этот вискозиметр отличается способом устранения искажающего влияния концов цилиндра на результаты измерения (цилиндры заканчиваются полушариями), тщательным термостатированием и рядом удобных приспособлений, облегчающих измерения. [c.192] У ротационных вискозиметров второго типа внешний цилиндр вращается, а внутренний подвешен на упругой нити (вискозиметр Гатчека и др.). В этих приборах измеряется угол поворота внутреннего цилиндра. Они могут быть использованы для измерения вязкости маловязких жидкостей. [c.192] Измерение вязкости в ротационном вискозиметре основано на применении уравнения (4). [c.192] Для получения точных данных с помощью ротационных вискозиметров необходимо выполнить следующие условия жидкость тщательно термостатируется, цилиндры устанавливаются строго вертикально время вращения цилиндра должно укладываться в пределах, допускающих точные измерения времени секундомером, и трение вращающегося цилиндра в опоре должно быть минимальным. [c.192] Ротационные вискозиметры могут применяться как первичные приборы, не требующие предварительного калибрирования. [c.192] Вискозиметры с падающими шариками применяются для исследования высоковязких жидкостей. Размеры шариков подбирают таким образом, чтобы скорость падения была мала, а само измерение начинают лишь после того, как скорость движения шарика станет постоянной. Для получения точных данных необходимо исключить влияние стенок и дна сосуда, кО Нвек-ционных и других токов жидкости. [c.193] Предельное напряжение сдвига измеряется в ротационных вискозиметрах и в капиллярах. Измерение сводится к постепенному повышению напряжения, прикладываемого к испытуемому телу, и фиксации сдвига мениска в капилляре по второму методу или сдвига цилиндра по первому методу, при одновременном замере напряжения, вызывающего этот эффект. Учитывается необратимый сдвиг, переходяцщй в течение. [c.193] Для определения модуля упругости и предельного напряжения сдвига суспензий и структурированных коллоидных растворов П. А. Ребиндер с сотрудниками применили методику, основанную на измерении скорости погружения конуса в испытуемый материал и на определении величины сдвига металлической пластинки, подвешенной на упругой нити в исследуемом веществе. Напряжение создается нагружением конуса и натяжением нити. [c.193] Для проведения настоящей работы используется капиллярный вискозиметр Оствальда (рис. 58). В левое колено вискозиметра впаяны капилляр 1 и полый шарик 2. Сверху и снизу шарика нанесены метки, На это колено надевают короткую резиновую трубку со стеклянным краном или зажимом. Правое колено вискозиметра представляет собой широкую трубку с шариком 3 в нижней части. [c.193] Жидкость засасывают при помощи резиновой трубки в левое колено вискозиметра настолько, чтобы ее верхний мениск был на 2—3 мм выше верхней метки над расширением. Затем дают жидкости свободно течь из расширения через капилляр. Секундомером измеряют время прохождения мениска от верхней до нижней меток. Вискозиметр подбирают таким образом, чтобы время протекания жидкости между метками было в пределах от 120 до 360 сек. [c.194] Для определения постоянной вводят в вискозиметр калибровочную жидкость с известной вязкостью. Пять раз измеряют время прохождения мениска жидкости между метками вискозиметра. Расхождения повторных измерений не должны превышать 0,2 сек. Определив среднее время протекания жидкости, вычисляют постоянную вискозиметра из соотношения С= -. [c.195] После калибрирования выливают калибровочную жидкость, промывают вискозиметр 3—4 раза водой или соответствующим органическим растворителем (спиртом, бензином) и высушивают. Затем вводят в вискозиметр испытуемую жидкость и при той же (или близкой) температуре, при которой проводилось калибрирование, измеряют время протекания испытуемой жидкости. Расхождение в повторных определениях не должно превышать 0,2 сек. Зная постоянную вискозиметра, вычисляют искомую вязкость по формуле (10). [c.195] Для проведения настоящей работы вискозиметр калибрируют водой при 35° (т]з5 Н2О равна 0,721 сантипуаза), растворением навесок сухого агар-агара в горячей воде готовят четыре раствора следующих концентраций 0,05 0,10 0,15 0,20 г/100 Определяют их плотность и измеряют динамическую вязкость при 35°. [c.195] Вычисляют относительную, удельную и приведенную вязкость всех растворов. Находят характеристическую вязкость раствора агар-агара в воде, для чего строят график зависимости приведенной вязкости от концентрации. На графике откладывают значение С и %д/С, начиная от нуля. Продолжение прямой, проходящей через точки в сторону начала осей координат, отсекает на оси ординат значение характеристической вязкости. [c.195] Вернуться к основной статье