胶体粘度

[拼音]：jiaoti niandu

[外文]：viscosity of colloids

根据不同的流动-形变性能，流体的流型可分为牛顿型和非牛顿型（塑性、假塑性、胀流型）。其中，牛顿型是讨论问题的基础，一些只有分子内摩擦而无内部结构的流体属此类，如水、甘油等。低浓度的胶体多半为牛顿型；随着浓度的增加，流型偏离牛顿型，但属塑性、假塑性和胀流型中的哪一种，将因物质而异。

最早研究稀浓度胶体的是A.爱因斯坦，他在1911年得出下列公式：

η＝η₀(1+2.5φ)　　(φ＜0.1)

式中η₀和η分别为溶剂和稀浓度胶体的粘度；φ为胶体质点的体积分数。得出上式时，他除了运用流体力学知识外，还借助下列假设：

（1）胶体质点?a href='http://www.b15k.com/baike/220/255459.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>潜热芗练肿哟蟮枚嗟那颍?/p>

（2）球是刚体，且能被不可压缩的溶剂完全润湿；

（3）浓度极稀，流体经过质点时，各流层所遭受的扰乱不至于相互干扰；

（4）体系中无紊流。该式曾用已知尺寸的细玻璃球和某种酵母验证，在浓度很稀时，理论与实验数据相符。该式说明相对粘度公式符号与质点性质和大小无关，粘度的增加只是因为流体受到更大的切应力。实际上，质点的大小、多分散性和溶剂化作用等都影响粘度。

对于稍浓一点的胶体，用下列公式表示：

η＝η₀(1+2.5φ+K₁φ²+…)

式中K₁是参数，根据不同的模型，可算得不同的数值。

若胶体是非球形的不规则质点，流体流经其质点边缘时，质点可以转动，从而消耗了额外的能量。此外，质点之间的相互干扰也是必须考虑的重要因素。浓度稀时，R.西马就旋转的椭圆体推导出下式：

式中a、b 分别是椭圆体的长轴和短轴；λ为常数，扁长旋转椭圆体的λ是1.5，圆体形棒的λ是1.8。该式曾用不同粒径的烟草斑纹病毒验证，在a/b＝20.3～64.3，φ＜0.003范围内，理论与实验结果符合得很好。

当质点相互间有作用，并能形成网状结构时，还会有一部分溶剂包含在其中，从而使胶体粘度大大增加，因为不但能流动的溶剂减少，而且拆散网状结构或使其变形，都需要能量。此种因结构而生出的粘度叫结构粘度。它与所施的剪切力有很大关系。剪切力小时，结构粘度大；剪切力增加后，网状结构被拆散，质点还会随之定向，故粘度下降。一般浓的胶体和高聚物溶液，皆有此现象。

对亲液胶体的粘度，特别是无规线团高聚物溶液的粘度，H.F.马克和R.豪温克用两参数的经验公式，将其特性粘度［η］同分子量Μ关联起来。

[η]＝KM ^α

式中K和α为参数。大量实验数据表明，α在0.5～1.0之间变化。使用良溶剂时，线型高聚物的α为0.6～0.8。加入不良溶剂后，α值逐渐减小；在接近沉淀点时，α值接近1/2。对于内旋转阻碍较大的刚性高聚物链，α值接近1.0。

为了求得［η］，必须进行一系列粘度测定，其中有相对粘度（η_r）、增比粘度公式符号、比浓粘度和比浓对数粘度。c为浓度，且：