專利名稱：電粘度測(cè)定裝置的制作方法
測(cè)量液體粘度的裝置，粘度測(cè)定裝置有許多類型，其中用得最多的是令被測(cè)物流過一固定尺寸的溝道(如毛細(xì)管、短管、平行狹縫或其它異形溝道)。溝道兩端流體靜壓力給定時(shí)，由流速的大小可計(jì)算粘度，或由流速給定時(shí)，溝道兩端壓力差的大小來(lái)計(jì)算粘度。
由于高聚物溶液的粘度直接與高聚物的尺寸、濃度等有關(guān)，所以工業(yè)上已經(jīng)廣泛地將其作為一種表征手段。
對(duì)于聚電解質(zhì)，除分子尺寸外，聚合物鏈上電荷的種類及多少亦是很重要的參數(shù)之一，對(duì)帶電的乳粒子與懸浮粒子也是這樣，但由于粘度測(cè)量只反映流體力學(xué)阻力，一般的粘度測(cè)量?jī)x器對(duì)于帶有電荷的聚離子、乳粒、懸浮粒子與不帶電荷是同樣看待，不加區(qū)別地給出粘度數(shù)據(jù)，因而不能反映這類物質(zhì)在這方面的特性。近年來(lái)，出現(xiàn)了一種電粘度裝置，如T·Honda，T·sasada，JapaneseJ·ofAppl·phys·1977，16(10)1775H·Mechetti等Rev·Sci·Instrum·1981，52(8)，1243-5.H·Mechetti等J·chemsoc，chem·commun·1979，(19)825-6等所述。其基本原理是，按正常方法測(cè)定粘度，讓液體流過一平行板的狹縫，在其垂直于流動(dòng)的方向上，施加直流電壓，同時(shí)在流體與平板電極間設(shè)有絕緣層，如果被測(cè)量的流體中有帶電荷的粒子，則異號(hào)粒子富集于絕緣層附近，這樣從其粘度值變化可得到粒子是否帶電的信息，但此裝置的主要目的是研究電場(chǎng)對(duì)流體阻力的影響，即對(duì)流體的“開關(guān)”作用，而不是作為一種表征手段，甚至不能區(qū)別粒子所帶電荷是正還是負(fù)。
本發(fā)明的目的是通過簡(jiǎn)單的粘度測(cè)定判別水溶性聚合物(或乳粒、懸浮粒)是屬于陽(yáng)性、陰性或中性，并估計(jì)所帶電荷的多寡。其原理是測(cè)量粘度的裝置中，在溝道兩端施加直流電壓，讓其形成的電場(chǎng)平行于流動(dòng)方向，流體中如有帶電荷的聚合物大分子，帶電乳?；驊腋×Ｗ樱鶕?jù)電荷種類的不同，電場(chǎng)將促進(jìn)或阻礙其流動(dòng)。由于流體流動(dòng)時(shí)的阻力主要來(lái)自體積龐大的聚離子或帶電粒子，而體積很小的抗衡離子影響甚小，因而當(dāng)流動(dòng)前方與聚離子同性的電極時(shí)，在給定流體靜壓力差的情況下，流速將減慢，在給定流速的情況下壓力差將增大，都導(dǎo)致測(cè)出的粘度變大，反之，流動(dòng)前方為異性電極時(shí)，則測(cè)出的粘度變小。
本裝置必要部份由以下五部份組成一、溝道1可以是毛細(xì)管、平行狹縫或其它截面積為異形的平行溝道。溝道必須由電的非導(dǎo)體構(gòu)成，或在接觸流體部份涂、貼有絕緣層。
二、加在溝道兩端的電極2、3可以是外加的針形、板形或環(huán)形電極，也可以由溝道兩端的導(dǎo)電的容器或內(nèi)壁涂有導(dǎo)電層的容器直接形成電極。
三、電極轉(zhuǎn)換開關(guān)4可以改變溝道兩端電極的符號(hào)或使電極不帶電。例如可以使用雙刀三擲的波段開關(guān)或閘刀開關(guān)。
四、直流電源50～500V可調(diào)。
五、粘度測(cè)量部份A、給定壓力型包括Ⅰ、流入(出)體積測(cè)量容器6，例如可在溝道入口處接一計(jì)量球，或在出口后流入一計(jì)量器6;Ⅱ給壓裝置，可以直接利用溝道兩端流體液面差造成的壓力差，也可用外加的恒壓裝置7。
B、給定流速型包括Ⅰ流速可調(diào)的定流量泵8;Ⅱ裝置在溝道兩端壓力檢測(cè)用的壓力傳感器9及壓力顯示記錄裝置10。
增加下列附加部份后，本裝置的效能可以得到進(jìn)一步的提高Ⅰ、流過時(shí)間的自動(dòng)測(cè)量器11，包括液面檢測(cè)部份12。
Ⅱ外加的自動(dòng)測(cè)壓部件9。
Ⅲ粘度計(jì)算部件13。
Ⅳ顯示或與打印結(jié)果部件10。
給定壓力型方框?yàn)?br>
圖1。給定流速型方框?yàn)閳D2。其中實(shí)線為必要部份，虛線為增設(shè)部份。各功能單位的符號(hào)同前節(jié)所述。
樣品12在自重或外加壓力或定流量泵的壓力的作用下，流經(jīng)體積測(cè)量容器6、電極2、溝道1、電極3，由壓力差、容速、溝道尺寸即可計(jì)算在不同電場(chǎng)下的強(qiáng)度。
本發(fā)明的特點(diǎn)之一是本裝置設(shè)電極并附轉(zhuǎn)換開關(guān)可以很方便地使流動(dòng)前方的電極為正為負(fù)或不帶電，根據(jù)二或三種不同的測(cè)定就可以判定聚離子或帶電粒子屬于陰性、陽(yáng)性還是中性。電場(chǎng)施加于聚離子上的力與其電荷的多少成比例，所以在被測(cè)物為同一類同一濃度的情況下，還可以根據(jù)粘度變大的大小，估測(cè)聚離子或粒子上所帶電荷的多少。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是，它適用于給定壓力型或給定流速型，當(dāng)不加電壓時(shí)即可作為普通的粘度計(jì)使用。
實(shí)施例圖3為增加了電極的奧氐玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)，屬于給定壓力型。玻璃毛細(xì)管1的直徑為0.5～2mm，長(zhǎng)約10cm，在毛細(xì)管上方有一小球，內(nèi)封裝鉑絲，作為固定電極2，電極通過側(cè)管14中的電解質(zhì)溶液或汞15經(jīng)導(dǎo)線與雙刀閘刀開關(guān)16接至-0至500V可調(diào)的直流電源5。毛細(xì)管下方的電極3為一可移動(dòng)電極，由鉑絲或鎳鉻絲構(gòu)成，經(jīng)加樣管17與16、5連接，18為一氣壓孔。
定體積的樣品12經(jīng)17加入后插入電極3并塞緊，由18加氣壓，迫使12流過體積測(cè)量容器6，6兩端有計(jì)時(shí)刻線，待液面超過上刻線后，令18孔接大氣，12藉自重流過毛細(xì)管，記錄流經(jīng)二刻線間的時(shí)間。測(cè)定時(shí)閘刀開關(guān)處于向上、向下連接或不連接位置，可使粘度計(jì)處于流動(dòng)前方為正極、負(fù)極或無(wú)電場(chǎng)的情況。
權(quán)利要求
1.一種利用溝道測(cè)量液體粘度的裝置，其特征在于在溝道兩端施加直流電壓，形成平行于液體流動(dòng)方向的電場(chǎng)，在此電場(chǎng)中進(jìn)行水溶液聚合物或膠乳懸浮體的粘度測(cè)定。
2.如權(quán)利要求1所述，其特征在于本裝置由以下幾部分組成(1)溝道1，溝道必須由電的非導(dǎo)體構(gòu)成或在接觸流體部分涂貼有絕緣體;(2)加在溝道兩端的電極2、3，是指外加針形、板形或環(huán)形電極，或由溝道兩端導(dǎo)電的容器或內(nèi)壁涂有導(dǎo)電層的容器直接形成的電極;(3)電極轉(zhuǎn)換開關(guān)4，它能改變溝道兩端電極的符號(hào)或使電極不帶電，如使用雙刀三擲的波段開關(guān)或閘刀開關(guān);(4)直流電源5加至溝道兩端的電源，0～500V可調(diào);(5)粘度測(cè)量部分A、給定壓力型，包括Ⅰ、流入(出)體積測(cè)量容器6，如在溝道入口處接一計(jì)量球或在出口后流入一計(jì)量容器;Ⅱ、給壓裝置，可以直接利用溝道兩端流體液面造成的壓力差，或用外加的恒壓裝置7;B、給定流速型包括Ⅰ、流速可調(diào)的定流量泵8;Ⅱ、裝置在溝道兩端壓力檢測(cè)用的壓力傳感器9及壓力顯示記錄裝置10。
3.如權(quán)利要求2所述，其特征在于本裝置增加下列部分機(jī)構(gòu)，使本裝置進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量、記錄、顯示、打印結(jié)果，Ⅰ、流過時(shí)間的自動(dòng)測(cè)量器11，包括液面檢測(cè)12部分;Ⅱ、外壓的自動(dòng)測(cè)量9;Ⅲ、粘度計(jì)算部件13;Ⅳ、顯示與打印結(jié)果部件10。
4.如權(quán)利要求1所述，其特征在于此類裝置不外加電壓時(shí)，即為普通粘度計(jì)使用。
全文摘要
測(cè)量液體粘度的裝置中，在溝道兩端外加直流電壓，形成平行于液體流動(dòng)方向的電場(chǎng)，利用此電場(chǎng)可判別水溶性聚合物(或乳粒、懸浮粒)是屬于陽(yáng)性、陰性或中性，并估計(jì)所帶電荷的多寡。本裝置可為給定壓力型或給定流速型，當(dāng)不加電壓時(shí)，即可作為普通粘度計(jì)使用。
文檔編號(hào)G01N11/04GK1033879SQ8710680
公開日1989年7月12日 申請(qǐng)日期1987年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月7日
發(fā)明者秦汶, 于文, 李素清 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所