烏氏粘度計(jì)常被用來進(jìn)行聚合物的特性粘度測量,，聚合物分子量測定及聚合度檢驗(yàn),，是高分子聚合物生產(chǎn)、研發(fā)和分析中常見測量之一,，在聚合物產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用中起著重要的作用,。

現(xiàn)實(shí)中聚合物的粘度測量也是困難的。不同實(shí)驗(yàn)室之間,，或者同一實(shí)驗(yàn)室,，不同的設(shè)備之間，粘度測量結(jié)果通常會(huì)有較大差異,。即使在同一實(shí)驗(yàn)室,，使用同一臺(tái)儀器，不同的操作人員都會(huì)獲得不同的結(jié)果,。究竟有哪些因素影響著粘度測量的準(zhǔn)確性,？

為了找到解決粘度測量準(zhǔn)確性的辦法，我們對(duì)影響粘度測量準(zhǔn)確度的因素進(jìn)行分析,。

首先,，我們看烏氏粘度計(jì)的設(shè)備構(gòu)成，包括烏氏粘度管（即特別加工的玻璃毛細(xì)管）,，控溫浴槽,，上樣及清洗泵，液面檢測計(jì)時(shí)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),，這是烏氏粘度計(jì)的核心系統(tǒng),。同時(shí)由于其針對(duì)的高分子樣品，普遍具有較好的耐酸耐堿性,，難以溶解,，因此樣品的前處理成為烏氏粘度測量中另一個(gè)重要過程。加熱攪拌,，稱量,，溶解等過程,，對(duì)檢測的準(zhǔn)確性也會(huì)起到重要的影響作用。而某些樣品溶解中使用揮發(fā)性的溶劑,，在長時(shí)間溶解或待測過程中產(chǎn)生揮發(fā),，也會(huì)影響最終檢測的準(zhǔn)確度。我們以市場上較多的 LAUDA 烏氏粘度計(jì)來說明影響粘度測量的一些因素,。

LAUDA Scientific｜烏氏粘度管

2、烏氏粘度計(jì)的檢測部分即樣品液面流經(jīng)烏氏粘度管刻度線的檢測,。其檢測方法多種多樣,，從最早的目測，配合手掐秒表檢測,。誤差來源在兩個(gè)方面,，一是液面的確定，和每個(gè)人的判斷有關(guān),，二是確定液面后的秒表動(dòng)作,，每個(gè)人都會(huì)不同，由于一個(gè)檢測過程中需要兩次判斷液面和兩次秒表動(dòng)作,，因此手動(dòng)檢測的誤差對(duì)比儀器大都在0.2秒以上,。

也有使用烏氏粘度管配合攝像機(jī)檢測液面的，這是一種高級(jí)手工檢測,，通過使用攝像機(jī)將樣品流經(jīng)粘度管的過程全程攝像,，再使用計(jì)算機(jī)回放,，來確定液面流經(jīng)刻度線的時(shí)間。通過攝像機(jī)的數(shù)字計(jì)時(shí)來給出測量數(shù)據(jù),。該方法可以有效減少測量誤差,，但較低的樣品處理效率以及攝象機(jī)的幀間隔及計(jì)時(shí)為固定的誤差來源。

LAUDA產(chǎn)品通過使用近紅外線檢測流經(jīng)粘度管的彎液面來計(jì)時(shí)的, 其準(zhǔn)確度可以達(dá)到10-6秒,，可以大幅減少由于液面判斷所帶來的誤差,。且這種近紅外線的使用，不受樣品的顏色的影響（黑色瀝青除外）,。

LAUDA Scientific｜粘度測量臺(tái)

3,、烏氏粘度計(jì)的檢測是依據(jù)重力來進(jìn)行的檢測，因此粘度管安裝的垂直度對(duì)粘度檢測產(chǎn)生影響,。因此粘度管在安裝時(shí)需要進(jìn)行垂直校準(zhǔn),，沒有經(jīng)過垂直校準(zhǔn)的粘度管，會(huì)由于粘度管的微小傾斜角度對(duì)最終的檢測結(jié)果產(chǎn)生影響,。目前僅有LAUDA提供粘度管安裝的垂直校準(zhǔn)設(shè)備,，見下圖：大多數(shù)產(chǎn)品都是通過簡單的垂線法進(jìn)行垂直校正，從而忽略了垂直校準(zhǔn)對(duì)誤差的影響,。

LAUDA Scientific｜垂直校準(zhǔn)設(shè)備

4,、粘度測定受溫度影響很大，大多數(shù)樣品粘度隨溫度快速變化,。保持溫度的準(zhǔn)確和均勻?qū)φ扯鹊臏y量非常重要,。浴槽是粘度測量中必配的裝置，為了更好的觀察液面和粘度測量,，即使自動(dòng)化測量產(chǎn)品也依舊保留了粘度浴槽的可視設(shè)計(jì)：即要么是透明浴槽,，要么是帶有透明窗的浴槽，以方便隨時(shí)觀察檢測狀況,。但由于浴槽的透明窗設(shè)計(jì),，會(huì)導(dǎo)致浴槽內(nèi)溫度存在差異，尤其是同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樣品檢測的較大浴槽,。建議有條件的可以對(duì)浴槽溫度進(jìn)行校準(zhǔn),，以達(dá)到理想測量要求，同時(shí)需要對(duì)浴槽內(nèi)部的溫度均勻性進(jìn)行測定,，至少每個(gè)檢測位置需要進(jìn)行溫度測量,。以保證各個(gè)測量位在測定條件下溫度的一致性，從而減少某些溫度敏感樣品檢測誤差,。

以上為新設(shè)備采購時(shí)需要注意的部分,，以避免為日后的檢測留下誤差隱患。在設(shè)備裝好以后,，粘度的樣品前處理做不好,，也會(huì)給檢測帶來很大影響,。這些影響有些是基本實(shí)驗(yàn)操作，常常容易被忽略,。

5,、取樣、稱量和溶樣：聚合物常常是片狀或顆粒狀,，稱取時(shí)往往只能獲得一個(gè)近似穩(wěn)定的值,，比如預(yù)計(jì)稱量5g，可能得到4.6或5.4,，而不是標(biāo)準(zhǔn)的5g,。LAUDA軟件可以幫助換算需加入的試劑量,，省卻了自己換算的麻煩,。配有自動(dòng)加液器的則可以直接接受軟件指令進(jìn)行加液，可以減少手工操作的誤差,。

但聚合物溶樣時(shí)間較長,，有些還需要加熱攪拌數(shù)小時(shí)，這樣的溶樣過程需要在對(duì)樣品瓶進(jìn)行密閉處理,，防止在長時(shí)間的加熱攪拌中產(chǎn)生溶劑的蒸發(fā)和損失,，從而影響樣品的實(shí)際濃度。而如果溶劑是易揮發(fā)的物質(zhì),，則溶樣過程就更容易產(chǎn)生誤差,。

溶樣中需要確認(rèn)樣品溶解才可以進(jìn)行測定，很多聚合物為透明的,，未溶解的顆粒在液體中非常狀態(tài)難以觀察到,，需要確認(rèn)溶樣才可進(jìn)行測試。而有些樣品,，在溶解過程中會(huì)產(chǎn)生裂解,，導(dǎo)致大分子斷裂，這種斷裂可能是多種原因引起如機(jī)械剪切力等造成,，當(dāng)測量的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生較大誤差,。

6、粘度測量：完成溶樣的樣品,，進(jìn)入測量前需平衡溫度到測定溫度,。平衡方式可以依據(jù)各實(shí)驗(yàn)室習(xí)慣進(jìn)行，比如浴槽預(yù)留樣品預(yù)保溫位,，也可以上樣后等待15分鐘等,。不管哪種預(yù)溫方式，樣品測量都不建議第一次第二次的測量數(shù)據(jù)做為正式測量數(shù)據(jù),。比如LAUDA產(chǎn)品中可預(yù)設(shè)第一次和第二次檢測為預(yù)測試,，不計(jì)入結(jié)果的,，即系統(tǒng)進(jìn)入到第三次測量才記錄測量結(jié)果，使粘度管可以被樣品覆蓋,，提高檢測的準(zhǔn)確度,。

上樣后，樣品每次充滿烏氏粘度管進(jìn)行測量過程中,，最好采用加壓方式將樣品送至測量位置,。市場上也有產(chǎn)品采用抽吸方式將樣品送至測量位置。對(duì)于不易回復(fù)溶劑的樣品,，及粘度不高的樣品區(qū)別不大,，但是對(duì)于揮發(fā)性溶劑溶解的樣品則容易造成溶劑揮發(fā)。對(duì)于粘度偏高的樣品,，則容易造成樣品及溶劑中產(chǎn)生微小氣泡,，直接干擾檢測結(jié)果。同時(shí),，由于抽吸式上樣容易造成揮發(fā)性溶劑進(jìn)入抽吸泵內(nèi),，影響其使用性能和使用壽命。

7,、粘度管清洗：粘度管樣品和樣品之間一定進(jìn)行清潔,，防止溶劑和樣品的殘留。LAUDA產(chǎn)品可以提供兩種溶劑的清洗,，來清除前一個(gè)樣品的殘留,。這種清洗需要一定的沖刷力才可以將管子內(nèi)壁清潔，溶劑可以執(zhí)行浸泡和沖刷兩功能才可以較好的清潔,。有些產(chǎn)品只有浸泡和抽走溶劑,，無法達(dá)到?jīng)_刷效果，時(shí)間久了,，就會(huì)導(dǎo)致測量的誤差變大,，測量管壁變色。

當(dāng)測量誤差變大或測量管壁變色,，經(jīng)過清洗無法清除的粘度管,，需要及時(shí)更換。不能夠通過修改粘度管常數(shù)繼續(xù)使用,。

粘度管不可使用強(qiáng)堿溶液浸泡清洗,，如粘度管有明顯污漬且其它溶劑清洗無效，可用強(qiáng)堿短時(shí)間浸泡清洗,，再進(jìn)行校準(zhǔn)后使用,。

在兩個(gè)測量樣中間，清洗后是需要吹干粘度管的，消除前一個(gè)樣品的影響,。不能因?yàn)閮蓚€(gè)樣品是同種溶劑就進(jìn)行直接測量,。

8、檢測頭：由于粘度檢測的測量頭位于浴槽內(nèi),，且采取近紅外的測量方式,，可以規(guī)避絕大多數(shù)干擾。但是浴槽內(nèi)溶液的清潔度也是需要關(guān)注的,。聚合物和其溶劑,，清洗液不能進(jìn)入到浴槽內(nèi)，如有進(jìn)入需及時(shí)更換,，防止影響測量頭,。

浴槽內(nèi)的液體需要澄清透明，無氣泡及顆粒物,，防止干擾測量的準(zhǔn)確性,。建議各實(shí)驗(yàn)室根據(jù)情況定期更換。

自 1967 年以來,，LAUDA 一直致力于開發(fā),、制造和銷售可靠的精密測量儀器,，這些儀器已在全球科研,、教學(xué)和質(zhì)量保證領(lǐng)域廣泛使用。

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