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聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液的流变特性

2015-10-15 17:01阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/2269162704

由于PVP的玻璃化温度非常高，其熔融态粘度高且涉及到化学变化，非常难以处理，故谈到流变学，实际上只涉及其溶液态。
PVP溶液的粘度与PVP的分子量、溶剂种类、溶液浓度、温度、PH值等有关。
不同分子量的PVP的水溶液粘度。


上面已经提到，粘度值是对某一K值的PVP而言；若K值作为一个分子量等级的牌号，则某一牌号的产品的粘度会在其牌号规定的K值范围内有所变化。分子量等级越高(标示K值越大)，则其粘度的范围也就越大。
不同分子量PVP(5%)在醇中的粘度见表6。
表6 不同分子量PVP在醇中的粘度(mPa.s)
(5%)
K值
 乙醇(mPa.s)
 异丙醇(mPa.s)
PVPKl5
 1.7
 2.9
PVPK30
 3.4
 5.8
PVPK90
 53.0
 90.0

PVP在其他有机溶剂中的粘度变化颇大，若干溶剂的10%浓度的PVP溶液粘度值，见表7。对某些有机溶剂，溶液粘度增大的原因是由于PVP在与其混合后起凝胶化作用所致。
表7 在不同溶剂中10% PVP K30溶液粘度(mm2/s)，25℃
溶剂
 二氯甲烷
 水
 乙醇
 N-甲基吡咯烷酮
 乙醚
 醋酸
 异丙醇
 乙二醇
粘度(mm2/s)
 3
 5
 6
 8
 12
 12
 12
 95


溶剂
 二乙二醇
 丙二醇
 环己醇
 丁二醇
 三乙醇铵
 丙三醇
 壬基酚*
粘度(mm2/s)
 165
 261
 376
 425
 666
 2046
 3300

*壬基酚为2%PVP溶液

不同浓度的PVPK30乙醇溶液的粘度。
PVP水溶液的粘度与其浓度成近似线性关系，其斜率随K值增大而增大，见图12。PVP水溶液的粘度与温度的关系亦近似为线性关系。
不同浓度的PVPK30水溶液粘度与温度的关系。
不同浓度的PVPK90水溶液粘度与温度的关系。
Goldfarb和Rodrignez从实验数据回归所得的PVP溶液在20~25℃的粘温系数(水溶液)大约为-0.013/℃。


表8 不同浓度PVPK90水溶液粘度与温度的关系(mPa.s)
温度℃
 PVP溶液浓度
2.5%
 5.0%
 10%
 15%
25
 9.3
 42.0
 250
 940
30
 8.1
 37.5
 210
 820
40
 6.3
 29.5
 160
 650
50
 5.0
 24.0
 120
 510
60
 4.1
 20.0
 76
 405
80
 2.9
 15.0
 52
 295
PVP溶液在大部分情况下为非触变性的，且具有很短的松驰时间，但当浓度很大，分子量很高时，如对PVPK90的浓溶液，则可以观察到一定的结构粘度；提高剪切力时，粘度下降。
PH值对PVP水溶液的粘度亦有影响，例如5%PVPK30在25℃时，粘度与PH值的关系如表9。
表9 PH对5%PVPK30粘度的影响
PH
 10
 9
 7
 4
 2
 1
 0.1
 浓盐酸
粘度mPa.s
 2.4
 2.4
 2.4
 2.4
 2.3
 2.3
 2.3
 4.96


从本表可知，在较大范围内，PVP溶液的粘度与PH值无关，仅仅在极限的情况下会有较大变化：浓盐酸会增加溶液的粘度，浓碱会使PVP发生沉淀。

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