PEO／SiO2水溶液流变性研究
部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶交联过程的流变学研究道
部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶交联过程的流变学研究道复旦大学硕士学位论文部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶交联过程的流变学研究姓名:张坤玲申请学位级别:硕士专业:高分子化学与物理指导教师:许元泽20060510摘要摸曼太季硕士学位论文摘要本文着重用流变学方法对部分水解聚丙烯酰胺(,,,,),苯酚,甲醛,『自,苯二酚交联体系的弱凝胶化过程进行了研究。
通过对交联机理的探讨和基团反应转化率的分析，发现交联过程在接近凝胶点时，处于反应动力学的初期，这使得交联点的增加是比较简单的。
分析了交联体系的线性粘弹性，得到了交联过程的凝胶点时『日,和凝胶强度，发现,,,,浓度与交联剂浓度对凝胶点时间和凝胶强度的影响比较类似，反映出交联点增加的共同特征。
通过对非线性粘弹性的研究，发现随着交联的进行，零切粘度增长很快。
在剪切下表现出屈服应力。
提出了一个适合于弱凝胶交联过程的数学模型，其中用四个参数来描述体系交联过程中流变性质的变化，即屈服应力，零切粘度，松弛时间，非牛顿指数。
选取了有代表性的交联体系进行了剪切流动、拉伸流动、以及微孔介质凝胶滞留效应的研究，得到了交联体系在不同介质流动中的阻力性质。
并用,,,,, ,,,,,方法模拟了交联过程中,,,,浓度以及交联剂浓度与交联反应的关系，得到了重均分子量随交联时间的变化规律，说明,,,,浓度和交联剂浓度与交联反应成功概率相关;,,,,的初始浓度对能否形成凝胶至关重要，低于一定浓度就不能形成凝胶;并与流变实验结果作了对比，说明模拟与实验具有较好的一致性。
用动态光散射的方法跟踪分析了交联过程中成胶集团的变化规律，证实了模拟结果的准确性。
并研究了温度对交联过程的影响，初步认定它符合阿仑尼乌斯方程，估算出了反应活化能。
关键词聚丙烯酰胺水溶液，交联，弱凝胶，凝胶化，流变学援曼太茅硕士学位论文 ,,,,,,;, ,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,;, ,,, ,,,,,,,, ,, ,,,,, ,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,;,,,,,,,,(,,,,),,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,;,,,,,,,,,, ,,,,,, ,,, ;,,,,,,,,,, ,,,,, ,, , ;,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,( ,, ,,,,,,,,, ,,, ; ,,,,,,,,,,, ,,;,,,,,, ,,, ,,, ,,,,, ;,,,,,,,,, ,,,,,, ,,,;,,,,,,,,, ,,,, , ;,,,,—,,,,,, ,,;,,,,,,;,,,,，,, ,, ,,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,;,,, ,, ,,,,, ,,,,, ,,,,, ,,,,, ,,,;,,,, ,,,,,,;, ,,,, ,,??,,, ,,,,,，,,,;, ,,,,,,,,, , ,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,;,(,,,,,,,,,,,,, ,,,, ,,;,,,,,,,,,,, ,, ,;,,, ,,,, ,,,,,,,, ,, , ,,,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,, ,,,,,, ,,,;,,,,,,,;,,,，,,,,,,,,, ,,,;,,,,,,,;,,,，,,, ,,,,,，,,, ,,,,,,,,,(，, ,,,,,,, ,,,, , ,, ,,,,;, ,,;,,;,,,,,,,,,, ,,,,,, ,,, ;,,,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,，,,,;, ,,,,,;,, ,,, ;,,,,, ,,,,,,; ;,,,,;,,, ,,,,;, ,,,,, ;,,,,,,,,,,,,,,;,,,,(,,, ,,,, ,,,;,,,,, ,, ,,;,,,,,,, ,,,,, ,, ,, ,,, ,,,,,,,, ,,,;,,,，,,, ,,, ,,,,, ,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,(，, ,,,, ,,,,，,,,,,,,,;,, ,,,,,, ,,;,,,,,, ,,,;,,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,;,,,,,,,, , ,, ,,,,,,,, ,,,;,,, ,,,, ,,,;,,,,, ,, ,,,, ,,,,,,,,,,，,,,,, ,,,,,,，,,, , ,,,;,,,,,，,,,,,,, ,,,,，,,,,,,,,,,,,, ,,,,,( ,,,,,,,, ,,,,，,,,,,,,,, ,,, ,,,,，,,, ,,,,,,,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,, ,,,,, ,,, ,,,,,,,;,,,,;,,,,,,, ;, ,,;,,, ,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,,,(,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,, ;,,,,,, ,,, ,, ,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,,,,;,,,, ,,,,,, ,,,,,,,;,, ,,,,, ;,,;,,,,,,,,,, ,, , ,,, ,,, ;,,,,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,,，,,, ,,,,;,,;,,,,,,,,, ,,,,,, ,, ,,,,,,,,, ,,, ,,, ,,, ,,,,,,,,,，,,,;, ,, ,, ,,,,,,,, ,, ,,,;,,;,,,,,,,,,(,,, ,,,,,;,,,, ,,,,, ,,, ,,,,,,,,, ,,,,,, , ,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,(,,,,，,,, ,,,,,,; ,,,,, ,;,,,,,,,, ,,,,,, ,, ,,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,;,,, ,,, ;,,,,,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,, ,,,,, ,,, ,,,,,,,,(,,,,,,, ,,,,，,,, ,,,,,,,;, ,,, ,,, ,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,, ,,, ,,,,,, ,,,, ,, ,,,,,, ,,, ,,,,,,,,, ,？,,,,,,，,, ,,,, ,,, ,;, ,,,,,,, ,,,,,,;,, ,, ;,,;,,,,,,(,,, ,,,,, ,,,,,;,,,,,,,, ,？,,,,, ,,,,,, ,,,，,,,,,,,,,，,,,, ,,,，,,,,,,,,，,,,,,,,,笙二童缝堡丝兰墨茎堡主堂笪堡塞第一章绪论,(,聚合物驱油简介自,,世纪,,年代石油危机以来，聚合物强化采油越来越显现出它的巨大的经济价值。
无机填料改性聚丙烯复合材料的流变学研究进展
无机填料改性聚丙烯复合材料的流变学研究进展夏少旭;曹新鑫;曾桂华;韩云峰【摘要】综述了近几年国内外无机填料改性聚丙烯复合材料流变学行为的研究进展，为无机填料改性聚丙烯复合材料流变学研究提供了参考；并展望了流变学研究在无机改性聚丙烯复合材料中的应用前景。
% Research progresses in rheological behaviors of inorganic filler / polypropylene composites are summarized. Reference for the rheological studies of inorganic filler modified polypropylene composites are provided. Prospects for the application of rheology in inorganic filler / polypropylene composites are predicted.【期刊名称】《上海塑料》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】7页(P15-21)【关键词】无机填料;聚丙烯;复合材料;流变学;研究进展【作者】夏少旭;曹新鑫;曾桂华;韩云峰【作者单位】河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454000;浙江省科技资讯中心,浙江杭州310004【正文语种】中文【中图分类】TQ32066+30 前言聚丙烯（PP）综合性能优良、价格低廉，已成为五大通用热塑性树脂中增长最快的品种之一。
但PP韧性差、成型收缩率大，限制了其作为结构材料和工程塑料的应用。
近年来纳米技术的长足发展，PP的粉体填充技术也引起了人们广泛的关注。
纳米二氧化硅（nano－SiO2）、纳米碳酸钙（nano－CaCO3）、碳纳米管（CNT）、黏土（clay）等填料被添加到PP基体中以满足不同的性能改进和应用需求。
《2024年水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》范文
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着现代科技的不断发展，聚氨酯（PU）作为高性能聚合物，具有独特的力学、热学及电学性质，已被广泛应用于各领域。
尤其是水性聚氨酯（WPU）因其绿色环保的特性而受到广泛的关注。
将纳米材料引入聚氨酯体系中，能够有效地提高其性能。
本篇论文旨在研究水性聚氨酯与纳米SiO2复合材料的制备方法，以及其老化性能。
二、水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备首先，要了解复合材料的制备方法。
本研究采用了物理共混法和化学交联法两种方法来制备水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
具体操作过程包括选择合适的前驱体，对SiO2进行纳米级别的制备与表面处理，然后与水性聚氨酯进行混合或交联反应。
（一）物理共混法物理共混法是一种简单有效的制备方法。
首先，将纳米SiO2与水性聚氨酯进行混合，通过搅拌和分散的方式使两者均匀混合。
然后，通过调节混合比例和分散条件，得到具有不同SiO2含量的复合材料。
（二）化学交联法化学交联法通过在反应过程中引入化学键合作用，使纳米SiO2与水性聚氨酯之间产生更强的相互作用。
首先，将水性聚氨酯进行适当的预处理，然后与纳米SiO2进行反应，形成稳定的化学交联结构。
三、老化性能研究复合材料的老化性能对于其在应用环境中的性能稳定性和使用寿命具有重要意义。
本研究对制备得到的水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料进行了多种条件下的老化实验。
（一）热老化实验在高温环境下，复合材料的性能会受到一定的影响。
通过在高温环境中对复合材料进行热老化实验，观察其性能变化情况。
通过对比不同SiO2含量的复合材料在热老化后的性能变化，评估其耐热性能的改善程度。
（二）紫外老化实验在阳光或紫外线辐射的照射下，水性聚氨酯的表面会发生光氧化反应，导致性能下降。
通过进行紫外老化实验，研究不同条件下紫外辐射对复合材料性能的影响，并评估其抗紫外老化的能力。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的进步和环境保护意识的提升，环境友好型的水性聚氨酯（WPU）因其出色的物理、化学和机械性能逐渐成为研究热点。
在众多的研究领域中，通过纳米技术的引入，将纳米SiO2与水性聚氨酯复合，形成复合材料，其性能得到显著提升。
本篇论文将针对水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程以及其老化性能进行详细的研究与讨论。
二、材料制备（一）实验材料本实验所使用的主要材料为水性聚氨酯（WPU）、纳米SiO2等。
（二）制备过程制备过程主要分为三个步骤：首先，将水性聚氨酯进行预处理；其次，将预处理后的水性聚氨酯与纳米SiO2进行混合；最后，进行复合材料的固化处理。
（三）制备工艺参数本实验中，我们通过调整纳米SiO2的含量、混合温度、混合时间以及固化温度等参数，以寻找最佳的制备工艺。
三、复合材料的性能研究（一）物理性能通过对复合材料的拉伸强度、断裂伸长率等物理性能的测试，我们发现纳米SiO2的引入显著提高了水性聚氨酯的物理性能。
（二）化学性能通过化学稳定性测试，我们发现复合材料具有较好的耐酸碱、耐溶剂等化学性能。
（三）机械性能利用扫描电子显微镜（SEM）等设备对复合材料的微观结构进行观察，我们发现纳米SiO2在复合材料中形成了均匀的分散，这有助于提高材料的机械性能。
四、老化性能研究（一）热老化性能我们将复合材料进行热老化处理，通过对比处理前后的物理、化学和机械性能，发现复合材料具有较好的热稳定性。
（二）光老化性能通过紫外光照射实验，我们发现复合材料在紫外光照射下表现出良好的抗光老化性能。
（三）综合老化性能评价综合考虑热老化和光老化等因素，我们发现水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料具有出色的老化性能，能够满足多种复杂环境下的使用需求。
五、结论本篇论文详细研究了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程及其老化性能。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》范文
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着现代科技的不断发展，聚氨酯（PU）作为高性能聚合物，具有独特的力学、热学及化学性能，在众多领域得到了广泛应用。
然而，传统聚氨酯材料在长期使用过程中易出现老化问题，导致其性能下降。
为了改善这一状况，本文提出了一种新型的水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料制备方法，并对其老化性能进行了深入研究。
二、材料制备1. 材料选择实验选用水性聚氨酯、纳米SiO2及助剂等作为原料。
其中，水性聚氨酯作为基体材料，纳米SiO2作为增强材料。
2. 制备过程（1）将水性聚氨酯与适量的助剂混合，搅拌均匀；（2）将纳米SiO2加入上述混合液中，进行超声分散处理；（3）将分散均匀的混合液进行浇注、固化，得到水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
三、性能研究1. 物理性能通过扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的微观结构，发现纳米SiO2均匀地分散在水性聚氨酯基体中。
这有助于提高复合材料的力学性能和热稳定性。
2. 力学性能对复合材料进行拉伸、压缩等力学性能测试，结果表明，纳米SiO2的加入显著提高了聚氨酯的力学性能。
复合材料的拉伸强度、压缩强度及模量均有所提高。
3. 热稳定性通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）对复合材料的热稳定性进行研究。
结果表明，纳米SiO2的加入提高了聚氨酯的热分解温度，显著提高了其热稳定性。
四、老化性能研究1. 老化实验方法将复合材料置于不同温度、湿度及光照条件下进行加速老化实验，模拟实际使用过程中的老化过程。
2. 老化性能分析（1）外观变化：通过观察老化前后复合材料的外观变化，评估其抗老化性能；（2）力学性能：对老化后的复合材料进行拉伸、压缩等力学性能测试，分析其力学性能的变化；（3）热稳定性：通过TGA和DSC分析老化后复合材料的热稳定性变化。
五、结果与讨论经过对水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的老化性能研究，得出以下结论：1. 纳米SiO2的加入显著提高了水性聚氨酯的抗老化性能。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的不断进步，复合材料在众多领域得到了广泛的应用。
其中，水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料因其优异的物理性能和良好的环境适应性，成为了当前研究的热点。
本文旨在研究水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程及其老化性能，以期为该类材料在实际应用中提供理论依据。
二、材料制备1. 材料选择本实验选用水性聚氨酯树脂、纳米SiO2以及适量的溶剂等为原料。
其中，水性聚氨酯树脂具有良好的成膜性、粘结性和耐候性；纳米SiO2则因其优异的物理性能和化学稳定性，常被用于复合材料的增强。
2. 制备过程将水性聚氨酯树脂与溶剂混合，充分搅拌至均匀后，加入纳米SiO2进行共混。
通过调节共混比例、温度和搅拌速度等参数，制备出不同配比的复合材料。
随后，将复合材料进行真空脱泡处理，以消除材料中的气泡。
最后，将脱泡后的复合材料涂布于基材上，干燥后得到所需的复合材料。
三、性能测试1. 力学性能测试通过拉伸试验测试复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度等力学性能指标。
结果表明，随着纳米SiO2含量的增加，复合材料的力学性能得到显著提高。
2. 热稳定性测试采用热重分析仪测试复合材料的热稳定性。
结果表明，纳米SiO2的加入可提高复合材料的热稳定性，有效延缓了材料的热降解过程。
3. 老化性能测试通过人工加速老化试验，模拟复合材料在自然环境中的老化过程。
通过对比老化前后复合材料的性能变化，评估其老化性能。
四、老化性能研究1. 老化过程及机理在人工加速老化过程中，复合材料表面逐渐出现裂纹、变色等现象。
通过分析老化过程中的化学变化和物理性能变化，发现纳米SiO2的加入可有效延缓复合材料的老化过程。
这主要归因于纳米SiO2的优异性能和良好的分散性，使得复合材料在老化过程中具有更好的稳定性和耐候性。
2. 老化性能评价通过对比不同配比复合材料的老化性能，发现纳米SiO2含量较高的复合材料在人工加速老化试验中表现出更好的性能稳定性。
明胶水溶液流变学行为的研究
放 入 锥形瓶 中 ， 加入 一 定 量 的去 离 子 水 ， 温 室
关键词 ： 明胶 ， 流变学 行 为 ， 度 黏
１ 引言
下充 分溶胀 后 ，ｏＣ恒 温 水 浴 中溶 解 ， 置 成 ６ｑ 配 不 同浓度 明胶 溶 液 。 明胶 水 溶 液 流 变 行 为 的 测定 ： 采用 溶液 旋转 流 变仪 测定 ， 用 ２５ 选 。５夹
道 ［ ７， ， ３ ， ０ 为进一 步提高对其水溶液流变行 －９ ］ ２
由图 ｌ可 以看 出， ６ ℃、 在 ０ 剪切 速 率 为
为的研究 ， 本文对影响明胶水溶液流变性能的 ２ ｓ ０ 时 ， 明胶水溶液 的黏度 随质量分数 的增 因素进行了系统的考察 ， 力图揭示其流变学行 加 而逐 渐增 大 ， 且呈 指 数 递 增 ， 合 方程 ： 符 叼＝ ０ ０ １ ７ ￣・ ．０ ２ ｅ ３ 伽 一０ ００ ８ 相关系数 Ｒ 可高 ０４ ， ２ 为， 为其应用领域的拓宽奠定基础 。
相近， 即皆 随着质 量 分数 的增 加而 呈现 指数 增 所 以在 测试 明胶 水 溶液 流 变行 为时 ， 只改 变 温 ０ ６ ℃ 质量分 数 为 ６６ ％ ， 切 速 率 。７ 剪 长 趋势 ， 不 同的是低 剪 切速 率下 黏度 普遍 大 度 ４ ℃ ～ ５ ， 但 于高剪 切速 率 下 的黏度 ， 这是 由于剪切 应 力破 为 ２ ｓ ０ 时 ， 察 了其 黏 度 的 变 化 规 律 ， 果 考 结 坏 了溶 液分 子间 的缠 结 ， 使流 体 流动 的阻力 减 如 图 ３和 图 ４所 示 。
．
｝ ｅ—ｍａ ｌ ｗａ ｇ ｉ６６ ｓ ｈ ． Ｏｎ ｉ ： ｎ ｍ １ ＠ ｏ ｕ Ｃ Ｉ
第３ ２卷第 ２期
黄
哲等 ： 明胶水溶液流变学行 为的研究
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的不断进步，新型复合材料在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料以其独特的性能和广泛的应用前景备受关注。
该复合材料具有优良的物理、化学和机械性能，能够满足许多工程领域对高性能材料的需求。
因此，对水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备及老化性能进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备1. 材料选择与准备制备水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料，首先需要选择合适的水性聚氨酯和纳米SiO2。
水性聚氨酯应具有良好的成膜性、柔韧性和耐候性；纳米SiO2则应具有高比表面积、良好的分散性和化学稳定性。
此外，还需准备适量的溶剂、催化剂和其他添加剂。
2. 制备方法水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备主要采用原位聚合法和溶液共混法。
原位聚合法是将纳米SiO2与聚氨酯预聚体混合，在一定的温度和压力下进行聚合反应；溶液共混法则是将纳米SiO2分散在聚氨酯溶液中，然后通过蒸发溶剂得到复合材料。
在实际操作中，可根据需要选择合适的制备方法。
三、水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的老化性能研究1. 老化过程及条件水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的老化过程主要包括自然老化和人工加速老化。
自然老化是通过材料在自然环境中的暴露，研究其随时间变化的性能；人工加速老化则是通过模拟实际环境条件，如高温、高湿、紫外线等，以加速材料的老化过程。
在老化过程中，需定期对材料进行性能测试，以观察其性能变化。
2. 性能测试与分析对水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料进行性能测试，主要包括拉伸强度、断裂伸长率、硬度、耐磨性、耐候性等指标。
通过对比不同老化条件下的性能变化，分析纳米SiO2对复合材料性能的影响。
此外，还可采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段观察材料的微观结构变化。
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成，随着 ＰＥＯ 含量增加，触变环面积增大（ 见表 ２）。 ＰＥＯ 质量浓度越大，越容易发生分子链间缠结并形 成氢键，剪切 力 作 用 下 此 类 结 构 被 破 坏， 恢 复 到 之 前的水平所需要的时间变长，导致触变环的形成。
图 ５ ＰＥＯ 质量浓度对触变曲线的影响
关键词 流变性能；黏度；触变性；模量 ｄｏｉ：１０畅３９６９ ／ｊ畅ｉｓｓｎ畅１０００ －０７７１畅２０１４畅０７畅０１
０ 引言
全世界有 多 个 国 家 通 过 独 立 完 成 或 溯 源 到 其 他国家基 准 的 方 法 建 立 了 牛 顿 流 体 黏 度 量 值 溯 源 体系，并定期 地 组 织 国 际 关 键 比 对 和 多 边 比 对， 牛 顿流体黏度量传问题已经得到了较好的解决。 然 而，对于自然界中广泛存在的非牛顿流体的黏度计 量问题尚无理想的解决措施，该问题已成为日本德 国等国近些年黏度计量领域的研究热点。
［４］ Ｎｅｌｓｏｎ Ａ， Ｊａｃｋ Ｋ Ｓ， Ｃｏｓｇｒｏｖｅ Ｔ，ｅｔ ａｌ畅ＮＭＲ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ［ Ｊ ］ ．Ｌａｎｇｍｕｉｒ， ２００２，１８： ２７５０ －２７５５畅
图 ６ ＳｉＯ２ 质量浓度对触变曲线的影响
表 ２ 不同 ＰＥＯ 和 ＳｉＯ２ 质量浓度 的触变环面积
触变环面积 ／
Ｐａ· ｓ －１
０
ＰＥＯ 质量浓度 ／％ ０畅２ ０畅４ ０畅８ １畅６
０— ＳｉＯ２ 质量 ５畅１ ０ 浓度 ／％ ９畅７ —
— ０ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３０ — — ０ ０畅３１ ０畅８４ ３畅２２ — １畅１１ — —
· ５ ·
理论与实验
图 ７ 分别加入 ＰＥＯ，ＳｉＯ２ 及二者都加入 后的动弹扫描曲线
图 ８ ＰＥＯ 质量浓度对溶液动态黏弹性的影响
动。 ＳｉＯ２ 质量浓度增加有利于弹性模量所占比例 的提升。
３ 结论
本文对 ＰＥＯ ／ＳｉＯ２ 水溶液的流变性能进行了研 究，得到如下结论：
１）ＰＥＯ ／ＳｉＯ２ 水溶液体系具有明显的剪切变稀 特性，随着 ＰＥＯ 浓度增加溶液黏度增大，剪切变稀 现象更加显著。 ＳｉＯ２ 浓度增大会导致流动曲线出
１ 实验部分
１畅１ 主要原料 聚环氧 乙 烷 （ ＰＥＯ）： 分 子 量 １００ 万， 分 析 纯；
ＳｉＯ２ 胶体：直径 ２０ｎｍ，密度 １畅３ｇ ／ｃｍ２ ，含量 ４０％，阿 克苏诺贝尔；去离子水。
１畅２ 实验仪器 旋转流变仪：美国 ＴＡ 公司，ＤＨＲ －２ 型；电子天
平：Ｍｅｔｔｌｅｒ ｔｏｌｅｄｏ 公司。 １畅３ 试验方法
固得多，因此，黏度迅速增大；随着剪切速率继续增 加，剪切应力 也 持 续 加 大， 最 终 造 成 新 生 成 的 物 理
缠结被破坏，体系黏度急剧下降，出现峰值。
在 ＳｉＯ２ 质量浓度不变的情况下，随着 ＰＥＯ 含 量增多，体系的黏度增大，如图 ３ 所示，可解释为链
间缠结及氢键数量增多。 随着 ＰＥＯ 质量浓度增加， 溶液剪切变稀的性质越来越明显，这是因为随着剪
１ 所示），表明纳米级的二氧化硅胶体对溶液黏度影 响较小。 水是一种典型的牛顿流体，图 １ 中观察到 的低剪切 下 剪 切 变 稀 现 象 可 解 释 为 低 黏 低 剪 切 下 液体表面张力的影响［２］ 。 单独加入 ＰＥＯ 后溶液黏 度明显增大，其原因是 ＰＥＯ 中大量存在的 Ｃ －Ｏ －Ｃ 结构使分子链具有一定的柔顺性，且在水中溶解性 良好，如图 ２ａ 所示，水溶液中的 ＰＥＯ 链舒展，链间 易发生物理缠结及生成氢键，致使溶液黏度增大。
图 ８ 是对不同 ＰＥＯ 含量的溶液动态频率扫描 曲线，从中可以看出随着 ＰＥＯ 含量的增加，弹性模 量和损耗模量均增大。 两条曲线在某一频率下相 交，随着 ＰＥＯ 含量增大，Ｇ′和 Ｇ″交点分别为 Ｃ１ ，Ｃ２ ， Ｃ３ ，Ｃ４ ，在交点以前损耗模量大于弹性模量，交点之 后弹性模量大于损耗模量，而且交点向高频方向移 动，说明随 ＰＥＯ 质量浓度增大，黏性越来越明显，分 子链之间 的 物 理 缠 结 及 分 子 间 氢 键 产 生 的 可 能 性 增加。
动态黏弹 性 是 指 高 分 子 在 应 力 大 小 呈 周 期 性 变化的交变应力或者应变下的黏弹性行为。 根据 黏弹曲线，可 以 确 定 出 在 一 定 的 实 验 条 件 下， 该 溶 液表现为黏性特征还是弹性特征，可以大致了解溶 液的使用范围，而且通过动态黏弹曲线和分子结构 的内在联系，可以推测出分子结构［１０］ 。 线性黏弹区 是指施加的应力能产生成比例应变的区域。 应力 增大一倍，应变相应增大一倍，即模量为常数，不随 应变的变化而改变，只有在线性黏弹区的测量才可 以准确获得物质的特性常数。 采用动态试验测试 液体的黏弹性时，一般应该先做应变扫描［１１］ 。 本体 系在 ４％ ～１６％的应变范围内，储能模量和损耗模 量几乎不发生变化，特选在应变 ５畅６２％对不同 ＰＥＯ 和 ＳｉＯ２ 质量浓度的水溶液进行频率扫描，扫描范围 从 １ ～１００ｒａｄ ／ｓ。
· ６ ·
图 ９ ＳｉＯ２ 质量浓度对溶液动态黏弹性的影响
现峰值，浓度越大峰越高，位置越前移。 ２）ＰＥＯ 和 ＳｉＯ２ 的增加均能导致溶液触变环的
生成，且浓度越大触变环面积越大。 ３） 动态黏弹性实验表明，ＰＥＯ 浓度增加引起黏
性模量与弹性模量的交点向高频移动，溶液黏性模 量增加；增加 ＳｉＯ２ 浓度的影响正好相反。
参考文献
［１］ 张正东，吕仲兰，黄朴，等 畅黏度量值第二次国际关键比对［ Ｊ］ ． 中 国 计 量 ，２００８ （ ４ ）
［２］ 徐学林，励航泉 畅葡聚糖水溶液流变性研究［ Ｊ］ ．食品科学，２００９ （７）
［３］ Ｃｏｓｇｒｏｖｅ Ｔ，Ｍｅａｒｓ Ｓ Ｊ，Ｏｂｅｙ Ｔ，ｅｔ ａｌ畅Ｐｏｌｙｍｅｒ，ｐａｒｔｉｃｌｅ，ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ｉｎ－ ｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ［ Ｊ］ ．Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｓｕｒｆ，Ａ，１９９９，１４９： ３２９ －３３８畅
在水中加入一定量的 ＰＥＯ，２５℃下缓慢搅拌至少 ６ 小时至 ＰＥＯ 溶解充分，再根据试验要求加入 ＳｉＯ２ 胶体，继续缓慢搅拌，混合均匀，静置一周以上。
流变实验均在 ２０℃下进行， 选用椎板 测量系 统，转子直径为 ６０ｍｍ。
２ 结果与讨论
２畅１ 流动曲线 单独加入 ＳｉＯ２ 后流动曲线与纯水几乎重叠（ 图
切力增大，更 多 的 缠 结 和 氢 键 被 破 坏， 黏 度 减 小 趋 势更加显著。 从表 １ 可以看出当剪切速率为 １００ｓ －１ 时溶 液 黏 度 的 变化 幅 度， ＰＥＯ 加 入 量 增 大， 单 位
ＰＥＯ 质量浓度对应的黏度增量增大。
表１
在 １００ｓ －１ 下，不同 ＰＥＯ 质量
浓度下的黏度增加量
理论与实验
ＰＥＯ ／ＳｉＯ２ 水溶液流变性研究倡
闫 虹１，２ 张正东２ 阚 莹２ 刘莲英１ 张 浩１，２
（１畅北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，北京 １０００２９； ２畅中国计量科学研究院，北京 １０００２９）
摘 要 本文研究了 ＰＥＯ ／ＳｉＯ２ 水溶液的流变性能，通过稳态和动态剪切实验，分别考察了 ＰＥＯ、ＳｉＯ２ 的含量 对体系流动曲线，触变性和动态黏弹性的影响。 结果表明提高二者浓度，体系黏度均增大，区别是提高 ＰＥＯ 浓度 时，溶液剪切变稀的性质更加明显，提高 ＳｉＯ２ 浓度时，流动曲线上的峰位置前移。 当 ＰＥＯ 含量较低时，无法形成触 变环，提高二者含量时，触变性显现。 ＰＥＯ 浓度增大时，弹性模量和损耗模量均增大，两条曲线在某一角频率相交， 继续增大 ＰＥＯ 浓度，交点向高频方向移动；增大 ＳｉＯ２ 浓度，交点向低频方向移动。
计量技术 ２０１４畅Ｎｏ ７
· ３ ·
理论与实验
图 １ 流动曲线
图 ３ ＰＥＯ 质量浓度对黏度曲线的影响
图 ２ 水溶液中分子链分散状态示意图
附几个 ＰＥＯ 分子链的情况［５ 。 －７］ 随着剪切速率增 加，体系原来 的 平 衡 分 散 状 态 被 破 坏， 串 珠 结 构 的
链间碰撞几 率 增 大， 可 能 形 成 新 的 物 理 缠 结， 如 图 ２ｂ 所示，此时的缠结相对于仅有 ＰＥＯ 的情况要牢
图 ９ 是对不同 ＳｉＯ２ 含量的溶液进行动态频率 扫描曲线，当 ＳｉＯ２ 含量为 ０ 和 ２畅１％时，在所测的频 率范围内损耗模量均大于弹性模量。 ＳｉＯ２ 含量为 ０ 时在所测范围内无交点，并且两条曲线之间相差很 大，预期相交位置很远。 ２畅１％的溶液在高频区有相 交的 趋 势， 假 设 交 点 为 Ｐ１ 。 增 大 ＳｉＯ２ 含 量 至 ９畅７％，两条曲线在扫描区域内相交，交点为 Ｐ２ ，在 交点以前损耗模量大，交点之后弹性模量大。 由此 可见，随着 ＳｉＯ２ 浓度增加交点逐渐向低频方向移
ＰＥＯ 质量 相对 ＰＥＯ 为 ０％的 单位 ＰＥＯ 质量浓度对应 浓度（％） 黏度增量（Ｐａ· ｓ） 黏度增量（ Ｐａ· ｓ ／％）
０
０
—
０畅４
０畅０３
０畅０８
０畅８
０畅１６
０畅２０
１畅６
０畅３８
０畅２４
· ４ ·
图 ４ ＳｉＯ２ 质量浓度对黏度曲线的影响
ＰＥＯ 质量浓度不变时，随着 ＳｉＯ２ 质量浓度增大 体系黏度增加，如图 ４ 所示。 串珠结构的增加导致 缠结分子链在打开过程中受到的阻力较大，体系黏 度随之增大。 剪切速率增大，黏度先增大后降低， 出现峰值，原因如前所述。 随着 ＳｉＯ２ 质量浓度增 大，峰值前移，对应的剪切速率由 １７０ｓ －１ 到 １００ｓ －１ 再到 ５０ｓ －１ 。 ＳｉＯ２ 质量浓度增加在较低的剪切速率 下就能生成串珠链间的缠结结构，如图 ２ｂ 所示。 ２畅２ 触变性
我国牛顿流体黏度计量体系独立而完整，其国 际等效度已被历次国际比对结果所证明［１］ 。 近年来 本实验室在非牛黏度标物研究方面投入大量精力 ，并 已取得一些成果。 聚合物与胶体的复合水溶液体系 被证实具有良好的稳定性和均匀性 ，能够很好的解决 非牛体系成分复杂，易发生团聚沉降的问题。