粘度检测

[size=16px][font=-apple-system, BlinkMacSystemFont, &][color=#05073b]运动粘度测定仪的检测原理[/color][/font]运动粘度测定仪的检测原理主要基于斯托克斯定律，即当一个小球在粘度恒定的液体中沉降时，其沉降速度与液体的粘度和小球的直径有关。具体来说，运动粘度测定仪通过测量一定体积的液体在一定温度下通过加压器的精密空间内流动所需的时间来计算液体的粘度。此外，该仪器还利用了牛顿黏性定律，即在恒定剪切力作用下，液体的剪切变形与时间成正比。因此，运动粘度测定仪也可以通过测量液体的剪切力和时间来计算液体的粘度。在实际应用中，运动粘度测定仪的主要部件包括测量系统、温度控制系统和样品输送系统。测量系统由加压器、传感器和计算机控制单元等组成，可以施加压力打开样品流动通道，检测流量并将其传输到计算机控制单元中进行分析和计算，产生粘度值。温度控制系统可以维持样品的温度在测量过程中保持恒定，以确保测量结果的准确性。样品输送系统则包括样品接收系统和样品输送部分，用于将待测液体输送到测量系统中进行测量。综上所述，运动粘度测定仪的检测原理基于斯托克斯定律和牛顿黏性定律，通过测量液体的流动时间或剪切力和时间来计算液体的粘度。这种仪器在石油、化工、医药、食品等领域中广泛应用，可以快速、准确地测量液体的粘度，为生产和质量控制提供重要的技术支持。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/02/202402081003295316_9391_6098850_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/size]

[size=16px]　　石油产品运动粘度测定仪可以检测什么　　在石油化工行业中，对于各类石油产品的检测和控制是保证产品质量和性能的关键环节。其中，运动粘度是衡量石油产品性能的重要指标之一，对于指导生产、质量控制以及产品研发都具有重要的意义。为了准确、高效地测定石油产品的运动粘度，石油产品运动粘度测定仪应运而生，成为行业内备受推崇的检测仪器。　　检测范围　　喷气燃料油：适用于检测喷气燃料油的粘度，以确保其具有良好的流动性，满足发动机的运行要求。　　柴油：通过测定柴油的运动粘度，可以评估其在中国市场的适用性，以及在发动机中的燃烧性能。　　润滑油：润滑油的运动粘度对于机械设备的润滑和保护至关重要。该仪器可快速测定润滑油的运动粘度，保障设备正常运行。　　深色石油产品：对于颜色较深的石油产品，如重油、渣油等，该仪器同样能够准确地测定其运动粘度。　　使用后的润滑油：通过对使用后的润滑油进行运动粘度检测，可以评估润滑油的性能衰减程度，为更换润滑油提供参考。　　原油：在炼油过程中，对原油的运动粘度进行检测，有助于评估其加工性能和产品质量。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311161125495196_2481_6098850_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/size]

粘度是目前形形色色的检测中一个重要的检测指标，甘肃是我国番茄制品的主要产区，番茄酱粘稠度检测标准是GB/T14215-2008。番茄酱的检测方法按照其中附录B的检测方法进行检测，番茄酱粘度合格的标准是小于15。其依据的原理是在一定时间内产品在其自身的重力作用下产生的流动所反映的粘度，通常我们称其为粘度计，但是其正规的英文名是“Bostwick”，翻译成为稠度计更合适一些。目前意大利的参加是番茄酱检测仪器的主要生产厂家，我们的粘度计就是意大利进口的。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310151728_471085_2428063_3.jpg图1番茄酱产品http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310151728_471086_2428063_3.jpg图2 进口粘度计目前，我单位实验室主要用该仪器检测番茄酱的粘度，番茄酱属于西红柿制品，有一定的浓度，测量的时候需要将其稀释到可溶性固形物为12.5%，具体方法是，在500毫升的烧杯中加入80克番茄酱，然后不断加水稀释，酱体要搅匀，使其呈现悬浮状态，用折光仪检测番茄酱的浓度，但Brix达到12.5%时，就可以直接进行测量了。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310151728_471087_2428063_3.jpg图3 水平检测将粘度计放置在水平桌面上，调节左右的两个螺丝，保证水平仪的指示气泡在中间的位置处；关闭储料池的阀门，然后勾住扳柄将其压住，将调制12.5%的番茄酱放置到储料池之中，用玻璃棒或者刮刀把储料池刮平。打开储料池的阀门，然后同时计时，番茄酱的检测需要30秒，以流体舌尖处的位置计数，即为番茄酱的稠度，去单位为cm/30s。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310151728_471088_2428063_3.jpg图4 储料池漏液影响粘度的因素很多，在检测过程中，一定要注意控制好温度，温度过高，样品的流动性就会变强，粘度值就会变大，粘度越小；温度降低以后，样品的流动性不足，粘度值会变小，证明粘度越大。所以粘度这个指标不是越大越好，粘度越大，证明产品的质量越差。在做粘度的过程中，会有水渗出储料池，需要用抹布擦干，否则，会形成扰流，干扰番茄酱的流动。影响测量结果的正确性。结论今天我检测了某一厂家的10批番茄酱，其粘度值为：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310151728_471089_2428063_3.jpg其中批号5为热破碎番茄酱，所以粘度值低。综上所述，我们今天检测的十批次番茄酱粘度值小于15，都是合格产品哦！

[list][*]您在实验室中使用乌式粘度计吗？[*]测试中您是否不愿意与有毒剂接触？[*]您是否为了粘度测试过程中的温度波动造成的数据不稳而烦恼？[*]您是否为了乌式粘度计繁琐的清洗和校正步骤而头痛？[*]您是否每天长时间盯着秒表和粘度计刻度而头晕脑胀，感叹青春流逝？[/list]今天和大家聊聊解决之道，一种先进的全自动粘度测试技术-DSV (Dilute SolutionViscosity)的原理和应用。[b]溶液粘度法介绍[/b]特性粘度，比浓对数粘度，相对粘度，比农粘度和绝对粘度测试广泛应用于质量控制过程，从中可以得到与分子量和高分子物理性质相关的参数。相对粘度法广泛应用于高分子行业的生产和研发领域的检测和监控，如PET，PVC，PC，Nylon，纤维素等等。[img=,690,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090856405942_9773_3200617_3.png!w690x348.jpg[/img]在过去，粘度测试是利用乌式粘度计（玻璃毛细管粘度计）通过检测溶液在重力作用下的流过一段毛细管的[b]时间[/b]来进行的。[img=,690,254]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090857046047_8320_3200617_3.png!w690x254.jpg[/img]左图： 标准玻璃毛细管粘度计图，右图：Huggins 曲线外推和Kraemer曲线外推两个最主要的影响溶液粘度的因素是温度和溶剂变化。如果使用传统粘度方法检测特性粘度，需要配置3-5个不同浓度的高分子溶液，得到比浓粘度或者比浓对数粘度。绘制Huggins曲线或者Kraemer曲线，并外推到浓度为零，得到特性粘度（右图所示）。由于多浓度检测需要很长时间，很多控制实验室选择利用一个单一浓度测试比浓、比浓对数和相对粘度。检测者通常直接采用得到的数值或者使用一个经验方程外推到零浓度。很显然这种方法缺乏准确性，并且仍旧需要大量时间进行测试。[b]溶液粘度测试中有多种模型和计算方式Huggins外推方程：[/b][img=,219,85]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090857561631_8018_3200617_3.png!w219x85.jpg[/img][img=,241,68]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090858109271_1313_3200617_3.png!w241x68.jpg[/img]通过Stokes定律推导而出并进行校正而得，此方程只适用于各个分子间五相互作用，其中K[sub]H[/sub]是依赖于高分子大小，形状和溶剂的常数。[b]Kraemer 外推方程：[/b][img=,223,68]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090858551387_3301_3200617_3.png!w223x68.jpg[/img]其中，K’是依赖于高分子和溶剂和常数。Kraemer在其理论中重新定义了特性粘度：[img=,222,45]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090859332415_3833_3200617_3.png!w222x45.jpg[/img]而得到了以上方程，理论上K[sub]H[/sub]+K’=0.5，但是Huggins和Kraemer方程实际运用过程中有时不能得到一致特性粘度[b]Solomon - Ciuta 单点法 ：[/b][img=,194,76]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090900082720_7230_3200617_3.png!w194x76.jpg[/img]由于外推法的复杂性，学者们提出一点法方程。Solomon和Ciuta通过实验得到经验方程。通常来说，当K[sub]H[/sub]在1/3附近时，该方法可以具有较好的准确性。该方法常用于PMMA等高分子材料的测定。[b]BillMeyer单点法 ：[/b][img=,233,49]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090900297961_7540_3200617_3.png!w233x49.jpg[/img]Bill Meyer 方程也是一种一点法方程，通过一个浓度下样品的相对粘度测试计算其特性粘度。该方法常用于PET等高分子材料的测定。[b]Mark-Houwink 方程：[/b][img=,149,58]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090900586241_1826_3200617_3.png!w149x58.jpg[/img]用于将特性粘度和分子量联系起来的公式，其中 K 和a 是依赖于溶剂和高分子种类的常数。a值的大小可以反应分子线团密度以及分子的刚性和柔性信息。[b]一种新颖的粘度测试方法- 基于双毛细管压力器的稀溶液粘度仪[/b][img=,690,250]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090901304551_2838_3200617_3.png!w690x250.jpg[/img]与玻璃毛细管粘度计通过检测溶液通过毛细管的时间不同，稀溶液粘度仪利用压力变化检测相对粘度。两个毛细管串联在一起，进样阀位于两个毛细管 1 和 2 中间。压差传感器检测每个毛细管两端的压力降。当样品被注入第二个毛细管时，压差传感器检测到毛细管2上的压力变化。相对粘度等于两个毛细管压力降的比值乘以仪器常数K。[img=,135,86]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090902021321_8499_3200617_3.png!w135x86.jpg[/img]由于相对粘度仪的灵敏度非常高，那么只需要检测一个足够稀释的溶液就能够直接得到所需粘度，而不需要外推。稀溶液粘度仪提供了一个准确、高精度的方法全自动的进行溶液粘度检测。[b]不同粘度仪结果对比[/b]我们以PET这种广泛使用的高分子为例看看不同粘度测定法的测定结果：测试样品：PET测试溶剂：苯酚，四氯乙烷 3：2混合测试条件和方法：GB/T 14190 - 2008（Bill M）结果：表1. 同一个PET样品的重复性[img=,690,245]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090902500012_9952_3200617_3.png!w690x245.jpg[/img]表2. 不同牌号PET样品测试[img=,690,163]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090903422581_1059_3200617_3.png!w690x163.jpg[/img]数据来源于：合成技术及应用 Vol.26,No.4,2011可以看到不同的检测技术结果一致性很好，而且DSV技术可以提供更好的重复性。最后我们做一个简单总结：相对于传统乌市毛细管粘度计：[list][*]无需清洗管路[*]通过ASTM 认证，Method D 5225-92.[*]高效，高速. 高通量[*]不需要水浴恒温.[*]封闭体系，更加安全，不存在溶剂接触危险.[*]样品使用量少，节省溶剂开支，减少废液排放.[*]压力读数保存，有利于维护维修和问题解决.[*]增加样品制备功能 (电脑控制天平读数或者机器手臂自动控制).[*]精确度达到 0.0005sp. (溶剂/样品同时被检测)[/list]最后做一个简单的对比:[img=,690,558]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090904419514_806_3200617_3.png!w690x558.jpg[/img]也希望将来和大家探讨更多关于粘度的技术和应用问题。[url]http://www.quantaflux.com.cn/[/url][img=,320,309]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090905270481_128_3200617_3.png!w320x309.jpg[/img][img=,298,301]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909090905374769_1725_3200617_3.png!w298x301.jpg[/img]

[align=center][b]运动粘度检测最佳条件研究[/b][/align][align=center]西安国联质量检测技术股份有限公司[/align][align=center]综合部：冯莉[/align]本试验主要是使用品氏粘度计在不同条件下对硅油的运动粘度进行检测，通过多组结果对比以确定出最佳的检测条件。粘度是流体物质的一种物理特性，它反映流体受外力作用时分子间呈现的内部摩擦力，物质的粘度与其化学成分密切相关。在工业生产和科学研究中，常通过测量粘度来监控物质的成分或品质。粘度检测一般分为运动粘度、动力粘度、条件粘度，运动粘度是在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米（m[sup]2[/sup]/s），实际测定中常用厘斯（cst）表示厘斯的单位为每秒平方毫米（即 1 cst=1 mm[sup]2[/sup]/s）。一般：工业上动力粘度单位用泊来表示；条件粘度指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度。根据产品性能，本研究主要使用品氏粘度计对硅油的运动粘度进行检测。[b][b]1 实验仪器及试剂1.1 实验仪器见表1。表1 主要实验仪器[/b][/b][table][tr][td][align=center]仪器名称[/align][/td][td][align=center]型号[/align][/td][td][align=center]生产厂家[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]品氏粘度计[/align][/td][td][align=center]1833[/align][/td][td][align=center]上海隆拓仪器设备有限公司[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]玻璃恒温水槽[/align][/td][td][align=center]76-1B[/align][/td][td][align=center]无锡沃信仪器有限公司[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]电子秒表[/align][/td][td][align=center]12003-2[/align][/td][td][align=center]上海远略机电设备有限公司[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]二等标准精密温度计[/align][/td][td][align=center]WLB-21[/align][/td][td][align=center]常州盛之源仪器仪表有限公司[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]恒温烘箱[/align][/td][td][align=center]101-1AB[/align][/td][td][align=center]天津市泰斯特仪器有限公司[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]其他[/align][/td][td][align=center]—[/align][/td][td][align=center]—[/align][/td][/tr][/table][b]1.2 实验试剂[/b]见表2。表2 主要实验试剂[table][tr][td][align=center]试剂名称[/align][/td][td][align=center]纯度[/align][/td][td][align=center]生产厂家[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]超纯水[/align][/td][td][align=center]一级[/align][/td][td][align=center]自制[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]乙醇[/align][/td][td][align=center]AR[/align][/td][td][align=center]国药集团化学试剂有限公司[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]硅油[/align][/td][td][align=center]AR[/align][/td][td][align=center]自制[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]其他[/align][/td][td][align=center]—[/align][/td][td][align=center]—[/align][/td][/tr][/table][b][b]2 实验部分[/b]2.1 准备工作[/b]1.确认恒温水浴是否充足；2.确认计量仪器有效性，是否符合检测要求；3.选择合适的粘度计：根据表3选取合适的粘度计；4.清洗粘度计，100℃烘干备用。表3 品氏粘度计的规格[table][tr][td][align=center]编号[/align][/td][td][align=center]毛细管内径/(mm)[/align][/td][td][align=center]粘度范围/(mm[sup]2[/sup]/s)[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]1#[/align][/td][td][align=center]0.4[/align][/td][td][align=center]0.6~0.7[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]2#[/align][/td][td][align=center]0.6[/align][/td][td][align=center]1.7~8.5[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]3#[/align][/td][td][align=center]0.8[/align][/td][td][align=center]5.4~27[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]4#[/align][/td][td][align=center]1.0[/align][/td][td][align=center]13~65[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]5#[/align][/td][td][align=center]1.2[/align][/td][td][align=center]28~140[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]6#[/align][/td][td][align=center]1.5[/align][/td][td][align=center]70~305[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]7#[/align][/td][td][align=center]2.0[/align][/td][td][align=center]200~1000[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]8#[/align][/td][td][align=center]2.5[/align][/td][td][align=center]520~2600[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]9#[/align][/td][td][align=center]3.0[/align][/td][td][align=center]1060~5300[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]10#[/align][/td][td][align=center]3.5[/align][/td][td][align=center]1980~9900[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]11#[/align][/td][td][align=center]4.0[/align][/td][td][align=center]3400~17000[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]12#[/align][/td][td][align=center]5.0[/align][/td][td][align=center]5000~20000[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]13#[/align][/td][td][align=center]6.0[/align][/td][td][align=center]8000~30000[/align][/td][/tr][/table][b]2.2 实验步骤[/b]品氏粘度计装置如图2.1所示。[align=center][img=,476,605]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709111133_01_2904018_3.png[/img][/align][align=center]图2.1 品氏粘度计装置图[/align][b]2.2.1 温度对运动粘度的影响[/b]用移液管取一定量待测液放入粘度计（1.2 mm）中，然后把粘度计垂直固定在恒温（38.0 ℃、38.5 ℃、39.0 ℃、39.5 ℃、40.0 ℃、40.5 ℃、41.0 ℃、41.5 ℃、42. ℃）槽中，恒温15 min。用吸耳球由毛细管将溶液吸至中心线（无气泡），移去吸耳球，让溶液在自身重力的作用下自由流出。当液面到达标线a时，按秒表开始计时，当液面降至标线b时，按停秒表，测得在标线a、b之间的溶液流经毛细管的时间。反复操作三次，三次数据间相差应不大于1 s，取平均值，即为流出时间t。表3 温度对运动粘度的影响[table][tr][td][align=center]测量温度/℃[/align][/td][td][align=center]粘度计系数[/align][/td][td][align=center]流动时间/S[/align][/td][td][align=center]粘度/(mm[sup]2[/sup]/s)[/align][/td][td][align=center]相对误差/%[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]38.0[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]268.3[/align][/td][td][align=center]42.069[/align][/td][td][align=center]+5.13[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]38.5[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]263.8[/align][/td][td][align=center]41.364[/align][/td][td][align=center]+3.37[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]39.0[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]261.3[/align][/td][td][align=center]40.972[/align][/td][td][align=center]+2.39[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]39.5[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]258.4[/align][/td][td][align=center]40.517[/align][/td][td][align=center]+1.25[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40.0[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]255.2[/align][/td][td][align=center]40.015[/align][/td][td][align=center]0.00[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40.5[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]252.6[/align][/td][td][align=center]39.608[/align][/td][td][align=center]-1.02[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]41.0[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]249.6[/align][/td][td][align=center]39.137[/align][/td][td][align=center]-2.19[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]41.5[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]246.0[/align][/td][td][align=center]38.573[/align][/td][td][align=center]-3.60[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]42.0[/align][/td][td][align=center]0.1568[/align][/td][td][align=center]242.4[/align][/td][td][align=center]38.008[/align][/td][td][align=center]-5.02[/align][/td][/tr][/table]由表3可知当实验温度发生变化时测定结果也随之发生变化，温度低于40 ℃时随温度的升高，粘度误差正向逐渐减小；当温度超过40 ℃之后，随温度的升高，粘度误差负向逐渐增加。当温度为40 ℃时，误差值为0，即在使用内径为1.2 mm的品氏粘度计时，40 ℃测试结果最准确。[b]2.2.2 粘度计常数对运动粘度的影响[/b]选取不同内径（1.0 mm、1.2 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm、3.5 mm）的品氏粘度计，用移液管取一定量待测液放入粘度计中，然后把粘度计垂直固定在恒温（40.0 ℃）槽中，恒温15 min。用吸耳球由毛细管将溶液吸至中心线（无气泡），移去吸耳球，让溶液在自身重力的作用下自由流出。当液面到达标线a时，按秒表开始计时，当液面降至标线b时，按停秒表，测得在标线a、b之间的溶液流经毛细管的时间。反复操作三次，三次数据间相差应不大于1 s，取平均值，即为流出时间t。表4 粘度计内径变化时粘度值的变化[table][tr][td][align=center]测量温度/℃[/align][/td][td][align=center]内径/mm[/align][/td][td][align=center]粘度计系数[/align][/td][td][align=center]流动时间/s[/align][/td][td][align=center]粘度/(mm[sup]2[/sup]/s)[/align][/td][td][align=center]结果误差/%[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]0.8[/align][/td][td][align=center]0.02～0.04[/align][/td][td]100～2000[/td][td][align=center]39.983[/align][/td][td][align=center]-0.08[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]1.0[/align][/td][td][align=center]0.05～0.08[/align][/td][td][align=center]500～800[/align][/td][td][align=center]40.007[/align][/td][td][align=center]-0.02[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]1.2[/align][/td][td][align=center]0.10～0.15[/align][/td][td][align=center]200～400[/align][/td][td][align=center]40.015[/align][/td][td][align=center]0.00[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]1.5[/align][/td][td][align=center]0.25～0.50[/align][/td][td][align=center]80～160[/align][/td][td][align=center]40.051[/align][/td][td][align=center]+0.09[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]2.0[/align][/td][td][align=center]0.80～1.2[/align][/td][td][align=center]30～50[/align][/td][td][align=center]40.230[/align][/td][td][align=center]+0.54[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]2.5[/align][/td][td][align=center]1.9～3.5[/align][/td][td][align=center]10～25[/align][/td][td][align=center]40.348[/align][/td][td][align=center]+0.83[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]3.0[/align][/td][td][align=center]4.0～5.0[/align][/td][td][align=center]8～10[/align][/td][td][align=center]40.434[/align][/td][td][align=center]+1.05[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]40[/align][/td][td][align=center]3.5[/align][/td][td][align=center]7.0～10.0[/align][/td][td][align=center]4～6[/align][/td][td][align=center]40.752[/align][/td][td][align=center]+1.84[/align][/td][/tr][/table]试验结果表明，粘度计内径在1.2 mm时，流动时间在200～400 s之间，符合试验方法要求，并用时较短，粘度测定结果为40.015 mm[sup]2[/sup]/s，此时可作为运动粘度的准确测定结果。粘度计内径在1.0 mm时，测定结果为40.007 mm[sup]2[/sup]/s，与使用1.2 mm内径粘度计的结果基本一致，准确性较高，但用时较长，粘度计内径在1.5 mm时，其流动时间大约在80～160 s，测定结果数值略高于准确值，而粘度计口径在2.0 mm以上时，流动间缩短，测定结果随流动时间的缩短迅速增大，远远偏离准确值。当使用粘度计内经偏大时，样品流动时间过短，测定结果偏大，造成了试样在毛细管中高速流动，液体内部产生紊流，从而增大了液体内部流动的摩擦阻力，使试验结果偏大。同时增加计时的相对误差。[b]2.2.3 粘度计位置对运动粘度的影响[/b]用移液管取一定量待测液放入粘度计（1.2 mm）中，改变品氏粘度计位置（垂直、倾斜5°），在恒温（40.0 ℃）槽中，恒温15 min。用吸耳球由毛细管将溶液吸至中心线（无气泡），移去吸耳球，让溶液在自身重力的作用下自由流出。当液面到达标线a时，按秒表开始计时，当液面降至标线b时，按停秒表，测得在标线a、b之间的溶液流经毛细管的时间。反复操作三次，三次数据间相差应不大于1 s，取平均值，即为流出时间t。由于毛细管的倾斜使测定结果产生误差，测定时必须沿铅垂线从两个相互垂直的方向检查毛细管的垂直状况。[b]2.2.4 气泡对运动粘度的影响[/b]用移液管取一定量待测液放入粘度计（1.2 mm）中，然后把粘度计垂直固定在恒温（40.0 ℃）槽中，恒温15 min。用吸耳球由毛细管将溶液吸至中心线（有气泡存在、无气泡存在），移去吸耳球，让溶液在自身重力的作用下自由流出。当液面到达标线a时，按秒表开始计时，当液面降至标线b时，按停秒表，测得在标线a、b之间的溶液流经毛细管的时间。反复操作三次，三次数据间相差应不大于1 s，取平均值，即为流出时间t。由于试样中存在的气泡使测定结果产生误差，故测定时必须保证所测试样品中无气泡存在。

终于聊到了粘度检测器，博士刚刚接触的时候觉得这是GPC检测器中最复杂也是最有意思的检测器，事实证明，确实如此！好多故事，我们从GPC在线粘度检测器的起源聊起吧。话说1983年的时候，美国的MaxHaney博士（下图）在一个很大的石化公司实验室中做实验。很经典但很无聊的实验，使用乌式毛细管粘度计测粘度，一边盯着超级恒温槽中粘度计液面一手拿着一个秒表计时。有多无聊？一个高分子溶液配置若干浓度，检测每一个溶液的相对粘度，然后换算成增比粘度，然后多点外推得到特性粘度，然后利用Mark-Houwink方程计算粘均分子量，然后，再继续检测下一个样品……啊，这日子没法过了。[img=,414,271]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121137540226_7942_3200617_3.png!w414x271.jpg[/img]Max经常思维奔逸（褒义词啊），一天他看到了一个电路- 惠斯通电桥（上图）。通过惠斯通电桥可以准确检测电路的电阻。咦？既然这样的话，粘度不也是一种阻力吗？把导线换成流路岂不是可以检测溶液的粘度？Max相当兴奋，他第一时间把这个想法告诉了他的老板，但，他的老板不Care！并，希望他回到岗位继续看表测粘度。真绝望啊！要说一个成功男人的背后，基本都有一个伟大的女人。这个女人就是Max的老婆。回家后，Max和他太太诉说了心中的苦闷，他太太对于他的想法非常支持，并鼓励他把想法变为现实。于是，出现了与凝胶色谱连用的四毛细管粘度检测器（84年），于是出现了ViscotekCo，于是Max的老板成了他的第一个客户。 历史上曾经出现过不同设计的GPC粘度检测器，有W公司的三毛细管设计也有D公司的双毛细管设计，但事实证明，Max的四毛细管设计最为成功，在灵敏度和稳定性以及桥路平衡上实现了性能的最优，并成为唯一延续下来的经典。[b]特性粘度和在线粘度检测器工作原理微分粘度计—设计[/b][img=,663,286]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121142326136_3279_3200617_3.png!w663x286.jpg[/img]GPC在线粘度检测器再使用的过程中必须与一个浓度检测器一起连用，以提供每个流出组分的浓度信息，大部分时候是RI检测器。由于粘度检测器需要分流，在检测器序列中需要放在最后，而RI检测器的耐压性最差也需要放在最后，所以大部分公司的RI和粘度采用并联。也有公司例外，采用串联并把RI放在前端，但是RI必须进行良好的过压保护。常见的微分粘度计采用的是Haney发明的四毛细管桥路结构。如图所示，四根内径相同的毛细管（R1-R4）以与电路中常见的惠斯通电桥类似的平衡式桥路结构。微分压力传感器测量桥路中点（DP）的压力差以及入口与出口间（IP）的压力差。在毛细管R4上有一段延迟体积腔，它是测定高分子样品洗脱液时，用来提供溶剂经过R4毛细管的参比。此延迟体积腔应当满足以下要求：1.延迟体积腔的容量必须大于GPC柱的净洗脱量。2.延迟体积腔内的流阻必须远小于毛细管阻力。此外选用的毛细管其流阻应基本一致，使DP处的压力差为零，而且能使色谱泵引起的脉冲也相互抵消。下图所示，当样品从GPC被洗脱后，DP处的测量结果与样品粘度相关。图中第一个峰是当样品溶液流经毛细管R1、R2及R3，而溶剂流过毛细管R4时测得的。第二个倒峰是由延迟体积腔内的样品被冲洗进入R4引起的。此时，毛细管R4内流过的是样品溶液，而其他三根毛细管内则是溶剂。在计算过程中并不需要对这个峰进行分析。[img=,343,261]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121143218854_2799_3200617_3.png!w343x261.jpg[/img][align=left][b]微分粘度计—原理[/b][/align]伯努利方程描述了流体流经管路的变化情况，其进出口压力差与流速Q，粘度η与阻率R有关。[img=,222,50]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121143458576_457_3200617_3.png!w222x50.jpg[/img]如上图所示，DP处的信号等于流体流经管R3的压力差减去流经管R4和延迟体积的压力差。图中的第一个峰，在样品的洗脱过程中，由伯努利方程可以得到DP处测量值为：[img=,184,48]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121144081657_3849_3200617_3.png!w184x48.jpg[/img]式中，Q[sub]+[/sub]指正回路的流速，Q[sub]-[/sub]指逆回路的流速，η是样品的粘度，η[sub]0[/sub]是溶剂的粘度。类似的，IP点的测量值也可以用下式表示：[img=,107,51]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121144336566_9707_3200617_3.png!w107x51.jpg[/img]用上上式除以上式可以得到：[img=,164,68]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121144573246_5187_3200617_3.png!w164x68.jpg[/img]两回路流速之比可以用每个回路的相对阻力计算：[img=,155,57]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121145208899_7890_3200617_3.png!w155x57.jpg[/img]这里需要假设所有毛细管流阻都相同。[img=,153,35]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121146086806_3528_3200617_3.png!w153x35.jpg[/img]结合式上上式与上式可得到与样品粘度η和溶剂粘度η[sub]0[/sub]相关的表达式：[img=,123,69]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121146311926_9173_3200617_3.png!w123x69.jpg[/img]溶液比粘度即为：[img=,145,49]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121146589487_9751_3200617_3.png!w145x49.jpg[/img]将上式代入上上式，可得到微分粘度计的基本方程：[img=,145,49]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121147184887_8186_3200617_3.png!w145x49.jpg[/img][b]粘度函数[/b]微分粘度计能够准确灵敏的测量洗脱的高分子样品的比粘度。不过，我们的目标是要测得特性粘度，它是理论上无限稀释样品的比粘度与浓度的比值。[img=,109,70]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121147509716_6105_3200617_3.png!w109x70.jpg[/img]特性粘度传统的计算方法是通过外推得到当浓度为零时η[sub]sp[/sub]/C的比值。然而在色谱检测中，没有办法也没有必要运用这种方法。对于可用于低浓度范围的GPC方法，Solomon等人指出特性粘度的单点估计已经足够准确。[img=,217,63]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121148168826_6520_3200617_3.png!w217x63.jpg[/img]之前部分中，已介绍折光系数检测法可以计算色谱洗脱液的浓度曲线C[i][sub]i[/sub][/i]。在第二部分中，将光散射检测器与RI检测器联用则能计算色谱洗脱的分子量曲线。根据上上式的定义，同样也可以得到色谱的比粘度曲线，而粘度曲线可以由下式取得：[img=,274,71]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121148490276_9155_3200617_3.png!w274x71.jpg[/img]重均特性粘度的测量非常有价值，它代表了样品整体的特性粘度。可用传统的玻璃毛细管粘度计测量。有下面的推导证明：[img=,404,97]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121149251744_8359_3200617_3.png!w404x97.jpg[/img][b]在线粘度检测器表征分子结构应用——流体力学半径[/b]爱因斯坦揭示了溶液粘度与溶液中颗粒的流体力学半径有关。[img=,139,40]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121150062913_5511_3200617_3.png!w139x40.jpg[/img]Φ是溶液中总悬浮物体积中颗粒的体积分数。将其转化为浓度单位后，可与特性粘度、分子量以及流体力学半径有如下关系：[img=,163,49]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121150281797_5244_3200617_3.png!w163x49.jpg[/img][img=,344,273]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121150389827_5997_3200617_3.png!w344x273.jpg[/img]如果是三检测联用的GPC/SEC可以测量特性粘度与绝对分子量，进而得到R[sub]h[/sub]的绝对量，这对高分子研究十分有用。上图中是测得的R[sub]h[/sub]以及质量分数分布图。很明显在样品的整个分布范围内R[sub]h[/sub]能够被精确测量。R[sub]h[/sub]的测量对表征蛋白质尤其有应用价值。如下图所示，单体、二聚体以及三聚体能分别被准确的计算出来。[img=,419,408]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121150584557_4183_3200617_3.png!w419x408.jpg[/img][b]应用——支化[/b]高分子的长链支化度与特性粘度可以通过下式关联：[img=,132,67]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121151183667_4598_3200617_3.png!w132x67.jpg[/img][sub]M,br[/sub]代表了支化高分子当其分子量为M时的特性粘度，而[sub]M,lin[/sub]是在分子量为M时直链高分子的特性粘度。ε是与结构有关的一个参数，其平均值约为0.8。下图中是一个支链计算的实例。下图左边是直链与支化的聚二甲基硅氧烷（PDMS）高分子样品以特性粘度对分子量作图得到的Mark-Houwind曲线。尽管在这类高分子中支化的数量不大，Mark-Houwink曲线依然清晰地表明支化分子与直链分子的区别。在上式中的g’可由此计算。下图右边中是支化PDMS样品的质量分数分布以及支化分布。左侧坐标轴是支链的数目，其范围涵盖了从无支链的低分子量，在一百万道尔顿分子量时平均4个支链的，以及在最高的分子量平均每分子8个支链。[img=,677,322]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121152133132_9622_3200617_3.png!w677x322.jpg[/img][b]Mark-Houwink曲线[/b]粘度计检测器还可以提供如分子构造、聚合以及支化等重要的结构信息。由上文可知，通过GPC的粘度检测器能够直接测量高分子样品的特性粘度，而特性粘度是溶液中高分子的密度倒数。作为一个直接而灵敏的结构参数，特性粘度也是高分子工业中的传统重要参数。著名的Mark-Houwink曲线：[img=,113,31]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121152359133_366_3200617_3.png!w113x31.jpg[/img]可通过特性粘度对分子量作双对数图得到。Mark-Houwink曲线是高分子结构分析中的重要曲线。它反映了高分子的结构变化，例如支化度或链刚性。其斜率是Mark-Houwink方程中的a，范围在0-2之间，当分子是固球体时为0，柱形结构时为2。 Mark-Houwink曲线斜率的变化可用来判断是否有支化发生。[b]结论[/b]粘度计检测器是三检测联用中最后的一个重要部分。我们已经介绍了使用RI检测器准确测定浓度曲线以及使用光散射技术准确测定分子量。粘度计检测器则能够测定所有重要的结构信息，使GPC/SEC能够用于测定高分子的支化程度或者的蛋白质的流体力学尺寸差异。这是三种不同的检测器完美组合达到的功能，而非任何单一或者双重的检测器能够实现。[b]普氏校正UniversalCalibration表征高分子真实分子量及其分布 [/b]在传统校准法的帖子中，当被测样品与用于校准的标样化学性质有区别时会导致误差的产生，并且这在日常实验中经常发生。因此，可以通过额外联用一个检测器（如四毛细管微分粘度计）对传统校准法进行改进，这就是普适校准法。普适校准式1967年的时候Benoit发现的一个现象而诞生的。当时，Benoit发现如果在分子量的基础上引入特性粘度，即Mw*IV，那么不同种类高分子的流出校正曲线会重合在一起。后面理论证实了，Mw*IV正比于分子体积Vh，这就解释了这个现象，因为GPC本身就是按照分子体积而不是分子量进行分离的。粘度检测器最早应用于普适校准法。普适校准法是一种色谱柱校准方法，不要求标样和被检测的样品具有相同分子结构。当分子量很低或者[i]dn/dc[/i]值较小时，这种方法依然可以应用。但是，对于大部分的高分子，光散射技术测定分子量是较好的选择。粘度检测器同时也可以测量高分子的其他性质，尤其是与体积和结构有关的性质，因此三检测联用系统是本技术的发展趋势。下面将介绍两个检测器联用系统的应用实例。正如之前所描述的，GPC的原理是通过大分子的流体力学半径或流体力学体积进行分离。因此，要准确校准色谱柱，需要在流体力学体积与保留时间之间找到关联（如通用校准法），而非分子量与保留体积之间（如传统校准法）。联用粘度计检测器可以实现这个目的。它能够直接测量特性粘度，而特性粘度与高分子的分子密度是成反比的。分子质量与特性粘度的乘积与流体力学体积有如下关系：MW • IV = 5/2 • N[sub]A[/sub] • V[sub]h[/sub]由于粘度计检测器通常与浓度检测器（RI或UV/VIS）联用可以直接测量特性粘度（IV），所以我们就可以Log(V[sub]h[/sub])对保留体积（RV）作图得到校准曲线。具体步骤如下所示：1.分子量已知的窄分布系列样品进样2.测量信号峰的保留体积3.根据信号峰计算IV4.以Log(V[sub]h[/sub])对保留体积（Rv）作图得到校准曲线[img=,353,326]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121153231470_6913_3200617_3.png!w353x326.jpg[/img][align=center][b]普氏校正曲线，所有种类的标准样品都落在以分子体积-流出时间为坐标的一条曲线上[/b][/align]由此，在分析未知样品时，RV[sub]i[/sub]的每个数据点都可以通过校准曲线找到Y = Log(Mw[sub]i[/sub] • IV[sub]i[/sub])。由于使用了粘度计计算IV[sub]i[/sub]，可推导得到Mw[sub]i[/sub] =10[sup]Y[/sup]/ IV[sub]i[/sub].[img=,408,349]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910121153457203_7557_3200617_3.png!w408x349.jpg[/img]综上所述，我们就能使用在传统校准法中推导的公式来计算Mn，Mw与Mz均值。好了，祝大家生活愉快，身体健康！