4现代流变测量技术在当今涂料行业的应用.pdf

流变仪应用报告 先进流变测量技术在当今涂料工业的应用 Thomas Mezger, Anton Paar Germany GmbH, Germany Detlef van Peij, Elementis GmbH, Germany 介绍 对涂料工业的工作者来说，下列性能是比较重要的： (1) 结构强度和静置性能 (2) 流动性能 (3) 涂料（涂敷）过程后的结构恢复 许多不同的实验和分析方法被用来在今天的实验室来表征以上的信息。我们在这篇文章中介绍了日常实践 中对于涂料的先进评价方法。在此之前，我们简要回顾一下还在使用，但很多实践中已经落后的传统实验 方法。然后我们要以日常实践中的测试结果来给出这些先进方法的说明。 结构强度和静置性能 结构强度和静置性能的信息是评价悬浮稳定性（如长期储存）的重要指标。许多涂??工业的用户使用流变 添加剂引入一种三维的网络结构，以在静置时获得足够高的结构强度，保持颜料和添加剂的悬浮状态。为 了探测这种三维结构的强度，许多工业实验室使用屈服点的测量（也叫做屈服应力，它是内部胶体结构被 破坏的最小剪切力）。必须告诉大家是：屈服点不是一个材料的常数，它与实验和分析方法也有关。 图1： 流动曲线 线性坐标 图2： Bingham 拟合模型， 图3： 流动曲线 对数坐标 线性流动曲线 传统的屈服值评价方法 一种经常使用的屈服点评价实验方法是使用旋转测试方法进行流动曲线扫描（剪切应力 τ 对剪切速率 ），控制一个剪切应力或者剪切速率上升。有各种简单的分析方法还在使用中。 (屈服点测试方法1) 以线性座标表示流动曲线，屈服点就是流动曲线与剪切应力轴的交点（图1中的τy) (屈服点测试方法2) 使用数学模型拟合出流动曲线，屈服点就是曲线外推至剪切速率为零那点的剪切应力。 最常使用的拟合模型是Bingham, Casson, or Herschel / Bulkley。（图2 中的τB 就是 “Bingham 屈服点”） (屈服点测试方法3) 使用对数坐标表示流动曲线，屈服点就是最小剪切速率那点的屈服应力（图3中的τy） (屈服点测试方法4) 有时候用户以一个非常低的剪切速率 ＝0.01s-1对应的剪切应力为屈服点。（图4中的 τf） 多年的经验告诉我们，若剪切速率非常低所对应的τ ≥ 10 Pa ，存在着事实的结构。若τ ≤ 1 Pa ， 则没有结构存在。若在此之间，则需要更多的实验来判断。 注意： 使用“方法一”和“方法二”的近似方法，可以获得屈服点数值，虽然被测材料可能实际上并没 有屈服点。（例子：“Casson 屈服点”适合于非常慢速的流动，如胶印油墨在静置状态）。 ∶∶全球领先的流变测量技术 122 流变仪应用报告 图4: 对数坐标流动曲线, 在 图5 切线方法 图6 切线相交方法 低剪切速率0.01 1/s的屈服点 更有用、更准确的屈服点评价方法 具有屈服点的材料表现出粘弹性行为。在低剪