第7 章 墨水中的流变特性及流变调节剂 7 .1 墨水的流变特性 墨水的特性由其指标参数来控制,它们包括pH值、粘度、表面张力、触变性、耐受温度、抗干性等。其中粘度、触变性等指标参数都属于流变特性,因此调节流变特性对控制墨水的性能起着至关重要的意义[1]。 流变学是研究在外力的作用下,物体流动和形变的科学。描述液体的流动性质早已有流体力学,描述固体的形变早已有弹性力学,其基本定律早在 3 0 0 多年前就分别由牛顿和虎克所描述。但在自然界,有许多物质既非牛顿流体,又非虎克固体,它们在外力的作用下往往呈现出复杂的形变和流动特性,如中性墨水和油墨就是如此。 7.1.1 粘度(Viscosity )的概念 液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力,液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。由于液体具有粘性,当流体发生剪切变形时,流体内就产生阻滞变形的内摩擦力,由此可见,粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。 处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形,因而也不存在变形的抵抗。只有当运动流体流层间发生相对运动时,流体对剪切变形的抵抗,也就是粘性才表现出来。粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动,在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。 粘性的大小可用粘度来衡量,与物质种类、温度、浓度等因素有关。粘度是墨水化学中的主要指标,是影响墨水使用效果的重要物理性质。粘度分为动力粘度、运动粘度、相对粘度,三者有区别,不能混淆。一般所谓的粘性是动力粘度的简称。 若在两平行平板间盛以某种液体,当液体流动时,由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等。设上平板以速度 ν 向右匀速运动,下平板固定不动,紧贴于上平板上的流体粘附于上平板上,其速度与上平板相同;紧贴于下平板上的流体粘附于下平板,其速度为零;中间流体的速度按线性分布,我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动,当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时,两层间由于粘性就产生内摩擦力的作用。 νy 图 7 .1 两平面间的粘性流动 如图 ,用长短不等的带有箭头且相互平行的线段表示各层液体的流动速度,流体的这种形变称为切变。液体流动时有速度梯度 dν/dy 存在,运动较慢的液层阻滞较快层的运动,因此产生了流动阻力。为了维持稳定的流动,保持速度梯度不变,则要对上平板施加恒定的力,...