油墨流变性测定方法之静置时间剪切应力峰值图法

在旋转式粘度仪上用选定的剪切速率测定油墨的粘度时有两种情况:如果测定的是非触变性流体,则粘度仪的指针升至最大值后就保特不变,但如果测定的是触变性流体,则粘度仪的指针在达到最大值后随即会迅速降低到一个稳定值(最小读数),这是因为触变性流体被剪切后触变性遭到破坏的缘故。我们把测定时达到的最大值叫做峰值。可以看出,这个峰值和流体的触变性大小有关,蜂值越高,流体的触变性越大。触变性的恢复(结构重建)是与时俱增的,所以,峰值与流体测定前曾静置过的时间长短有关,静置时间越长,峰值越高,当然,它也是有个极限的。静置时间-剪切应力峰值图法就是基于这个原理。

带自动记录装置的旋转式枯度仪(例如哈克粘度仪)都可用于这种测定。测副定可按下列步骤进行并导出触变指数:

(1)将被测油墨在旋转式粘度仪上以选择好的剪切速率进行测定,当仪器开始旋转后,首先得到一个最大值,然后让仪器一直旋转以破坏油墨的触变性,直至得到一个稳定的最小读数。

(2)在得到稳定的最小读数后,关闭粘度仪,同时开始计时,使油墨在粘度仪中静置一段时间,然后再开动粘度仪并读出(记录)峰值(即最大值)。至得到稳定的最小读数后,再关闭。

(3)重复(1)及(2)的操作,但静置时间不同,一般为10秒、30秒、60秒……等。这样就可以得到一系列峰值越来越高的数值(当然不是无限)。

(4)将峰值换算成绝对单位(达因/厘米²),即将值换算成相应的剪切应力值,可以把这个值叫做剪切应力峰值。然后再计算出各个剪切应力峰值的平方根值和各个静置时间(秒)的平方根值。

(5)以静置时间的平方根值为横坐标,以剪切应力峰值的平方根值为纵坐标作图。这样就可以得到类似图1中所示的各种曲线。曲线有明显的直线部分,作图时取平方根值的目的就是使曲线上的直线部分得以扩大,以使之能更清楚地显示出来。

图1 代表性颜料制的平版油擞的触变性能

曲线上直线部分的斜率(图中∠θ的正切值)就叫触变指数,用以表示被测流体的触变性大小。斜率越大则表示这个流体的触变性越大。


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