授課學(xué)時(shí)：32授課學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)授課對(duì)象：印07-1～5班授課老師：魏先福授課時(shí)間：08-09第二學(xué)期第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)組成成分分散粒子+分散介質(zhì)=分散系氣體、液體、固體氣體、液體、固體第五章分散體系流變學(xué)分散系種類(lèi)u氣體分散系：固體（氣體）+氣體u液體分散系：固體（液體）+液體第五章分散體系流變學(xué)u液體分散系：固體（液體）+液體乳濁液：液體+液體懸濁液：固體+液體油墨、紙漿、涂料、磁粉涂料、水泥、瀝青、泥漿、感光乳劑、牙膏、淀粉/水混合物等等第五章分散體系流變學(xué)分散系中，分散粒子的大小大約在數(shù)nm到數(shù)μm之間，由于分散介質(zhì)小，故分散系具有以下三大特點(diǎn)：粒子的比表面積很大球狀粒子直徑為d，密度為r，則比表面積為S：第五章分散體系流變學(xué)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，密度為r，則比表面積為S：顆粒越小，S越大，越不穩(wěn)定分散系的性質(zhì)（物性）隨分散粒子的大小與形狀而變化熱力學(xué)不穩(wěn)定性分散系中的粒子很微小，但是作為一個(gè)相存在，粒子與分散介質(zhì)之間存在著界面，既有界面存在，就不可避免地存在界面自由能，界面自由能與粒子比表面積成正比第五章分散體系流變學(xué)EES=SΓES：界面自由能S：比表面積Γ：?jiǎn)挝幻娣e界面自由能（相當(dāng)于界面張力）dES=ΓdS+SdΓ粒子越小，S就越大，在Γ一定的條件下，體系的界面自體系不穩(wěn)定性增加第五章分散體系流變學(xué)分散系的制備方法分散系的制作，通常是將干燥粒子（顏料等）與樹(shù)脂表面活性劑混合，再將表面帶有分散劑的粒子與分散介質(zhì)（如樹(shù)脂混合而成）分散劑的加入方法對(duì)分散狀態(tài)影響很大第五章分散體系流變學(xué)方法A第五章分散體系流變學(xué)分散實(shí)例：將AgI分散在PVA＋KNO3水溶液中l(wèi)一段混合法l二段混合法第五章分散體系流變學(xué)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的粒子，通常經(jīng)過(guò)濾析出、干燥，干燥過(guò)程中，粒子也容易凝集，混合時(shí)，必須打散粒子的凝聚態(tài)使起再變成一次粒子（單粒子）后，再進(jìn)行混合?！癷nsitu”法，指省略這兩個(gè)步驟，將經(jīng)反應(yīng)析出的粒子，直接分散在分散介質(zhì)中?；瘜W(xué)方法第五章分散體系流變學(xué)分散粒子間的相互作用分散粒子的相互作用，與分散粒子的穩(wěn)定性有著密切的關(guān)系，且對(duì)分散系的流變學(xué)特性也有很大的影響。粒子的分散狀態(tài)促使粒子分散而使體系趨于穩(wěn)定，和促使粒子凝聚的各要素所左右。促進(jìn)粒子分散的主要因素是：粒子表面的電荷和雙電層結(jié)構(gòu)；而促使粒子凝聚的主要因素，則是粒子間的相互吸引作用。第五章分散體系流變學(xué)u粒子間的相互排斥作用分散粒子由于其固有的特性，或因粒子表面吸附了其它的物質(zhì)，而使粒子表面的帶有電荷。特別是分散介質(zhì)為水時(shí)是水性分散系，這種現(xiàn)象更為明顯。帶電粒子的周?chē)?，存在與粒子所帶電荷相反的離子而形成雙電層結(jié)構(gòu)，由雙電層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生靜電電位y。粒子表面雙電層結(jié)構(gòu)示意圖第五章分散體系流變學(xué)雙電層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的靜電電位Ψ隨粒子表面的距離而下降。粒子周?chē)碾娢唬害乏?ra)κ(ra)e粒子表面電位距粒子中粒子半徑Debye-Huckel公式d靜電電位與距離的關(guān)系第五章分散體系流變學(xué)K-1：Debyelengthε：分散介質(zhì)的誘導(dǎo)率e：電荷常數(shù)（1.602*1019庫(kù)侖）ni、zi：i種離子的數(shù)量濃度和電荷當(dāng)粒子表面電荷數(shù)為u時(shí)，表面電位Ψ0：第五章分散體系流變學(xué)球形粒子間的斥力電位：H：粒子表面間距離H=R2aR：粒子中心距z：離子對(duì)數(shù)量第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)u粒子間的相互吸引作用對(duì)許多分散系粒子來(lái)說(shuō)：只要除去粒子間的排斥力，離子將凝聚，從這種現(xiàn)象來(lái)看，產(chǎn)生凝聚的作用力必須具有一般性，這就是vanderWaals引力。一般來(lái)說(shuō)，vanderWaals引力只有在粒子的距離很近時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。但分散系中，粒子間的分散力具有加成性。相對(duì)來(lái)說(shuō)，即使相隔較遠(yuǎn)的粒子之間也存在vander第五章分散體系流變學(xué)球形粒子間的vanderwaals引力的電位：A：Hamaker常數(shù)2aH2aRH<<aA11：粒子間的Hamaker數(shù)A22：分散介質(zhì)間的H數(shù)A12：粒子與介質(zhì)間的H數(shù)第五章分散體系流變學(xué)平行板A=A=(A11A22)2A值通常由實(shí)驗(yàn)所得第五章分散體系流變學(xué)（DerjaguinLandauVerwegOverbeek）VV=V+Vrad↑→Vr↓d↑Vr↑第五章分散體系流變學(xué)l在接近粒子表示處，存在第一極小值（很深）l表面電位Ψ0大，離子強(qiáng)度低時(shí)：d↑V出現(xiàn)極大值（由Vr引起）d↑↑可能出現(xiàn)第二極小值（比較淺）凝聚作用正是由于第二個(gè)極小值的存在而產(chǎn)生的，所以，粒子要凝聚，必須具有超越ΔVf的能量。第五章分散體系流變學(xué)反之，ΔVf越大，粒子越不容易凝聚。ΔΔVf=VmVs問(wèn)題：運(yùn)用DLVO理論，如何提高印刷油墨的分散性？第五章分散體系流變學(xué)粘度應(yīng)力屈服值應(yīng)力增長(zhǎng)等粘度應(yīng)力屈服值應(yīng)力增長(zhǎng)等穩(wěn)態(tài)流動(dòng)油墨流變學(xué)動(dòng)態(tài)特性觸變性儲(chǔ)存彈性率損失彈性率動(dòng)態(tài)粘度損失正切等油墨流變學(xué)動(dòng)態(tài)特性觸變性儲(chǔ)存彈性率損失彈性率動(dòng)態(tài)粘度損失正切等逆觸變性Dependson逆觸變性剪切增稠顏料濃度顏料粒徑剪切增稠顏料濃度顏料粒徑作用時(shí)間等凝聚結(jié)構(gòu)顏料濃度界面（表面）顏料粒徑范德華力連接料等凝聚結(jié)構(gòu)顏料濃度界面（表面）顏料粒徑范德華力連接料等第五章分散體系流變學(xué)“油墨粘度為200～400（Poise）”——膠印、絲“油墨粘度為24s”——凹印、柔印膠印機(jī)印刷速度油墨粘度零剪切粘度、塑性粘度、平衡粘度、表觀粘度第五章分散體系流變學(xué)uEinstein模型uEllis模型第五章分散體系流變學(xué)分散系粘度模型研究粘度與體積濃度的關(guān)系指數(shù)函數(shù)曲線第五章分散體系流變學(xué)粘度與剪切速率的關(guān)系倒指數(shù)函數(shù)曲線第五章分散體系流變學(xué)f第五章分散體系流變學(xué)f第五章分散體系流變學(xué)TMPTAEO3-TMPTAPO3-TMPTARate(s-1)UV絲印油墨的粘度與剪切速率的關(guān)系第五章分散體系流變學(xué)膠印黑墨的CB分散狀態(tài)第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)#25#95Particle4040Structure第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)UV青色樣品油墨的觸變環(huán)第五章分散體系流變學(xué)sssStress(dyStress(dyn/cm2)第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)理論研究參數(shù)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的關(guān)系第五章分散體系流變學(xué)顏料粒子形成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與流變學(xué)參數(shù)的解析第五章分散體系流變學(xué)顏料難度？第五章分散體系流變學(xué)◆第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)第五章分散體系流變學(xué)2．簡(jiǎn)述DLVO理論。欲獲得分散性好的分散體系可以采用什么手段？說(shuō)明理由。3．分散系松弛譜線的特征。4．影響分散系流變學(xué)性能的主要因素？5．分散系的粘度計(jì)算與測(cè)試。6．已知某分散體系的粘度與分散粒子體積濃度的關(guān)系滿足Einstein公式，分別計(jì)算分散粒子體積濃度為2%、4%時(shí)，分散體系的相對(duì)粘度。若該分散體系的分散介質(zhì)粘度為10poise，求出上述體積濃度下分散體系的零剪切粘度。第五章分散體系流變學(xué)7．右圖為不同濃度的CB分散在亞麻仁油樹(shù)脂中形成的分散系的流動(dòng)曲線，分析圖示測(cè)試結(jié)果的粘度變化趨勢(shì)并說(shuō)明原因。第五章分散體系流變學(xué)8．下圖為UV絲印油