使流体开始流动所需的最小剪切应力就叫屈服值。在这里以符号t。表示。屈服值是塑性流体的特性。
屈服值的测定方法很多,例如拉雷粘度仪、带式粘度仪、平行板粘度仪等均可用以测定计算而求得屈服值。根据积累的经验及从实用观点看,以拉雷粘度仪测定油墨的屈服值是比较简便而准确的方法。其它方法均需比较复杂的数学计算。
为了说明情况,我们将讨论以平行板粘度仪测定油墨的屈服值以及油墨的其它特性内容等。
我们知道,在平行板粘度仪之间的油墨所受的压力是逐渐减少的,这是因为上板的压力是固定不变的,而受压面积一油墨滴的直径却越来越大。这就是说,油墨的单位面积上所受的力是随其直径的不断扩大而在逐渐减少。而当剪切应力减少到与油墨的屈服值相等时,油墨的直径就不再扩大,此时就得到了一个最大直径。由此可见,油墨的屈服值和以平行板粘度仪测得的油墨最大直径之间存在着函数关系,正是由于这个原因,它吸引着许多科学工作者在这个方面下了不少功夫。但是至今为止,尚无一个令人信服的公式可以被人们所接受。下面举三个代表性的公式供研究参考:
(1) 司各脱(Scott)公式(发表于1931年):
t。=48PVg/π2Dm5 (1)
(2)伏也脱(Voet)公式(发表于1950年):
t。=12PVg/πDm3 (2)
(3)东京都立大学式(发表于1960年):
t。=96PVg/π2Dm5 (3)
式中:t。=油墨的屈服值,
P=平行板粘度仪的上板重量(115克),
g=重力加速度(980厘米/秒2),
V=油墨体积(0.5厘米3),
Dm=油墨铺展的最大直径(厘米)。
对触变性结构恢复快的油墨而言,如果在测定过程中油墨就能恢复结构,则将给结果带来误差。
平行板粘度仪除了可以测定油墨的屈服值外,同时还可以测定它的斜率SI和截距I。
斜率就是在用平行板粘度仪进行测定时将各个时间的油墨铺展直径记录下来后,通过计算就可求得的代表油墨丝头“长”“短” (斜率越大,油墨越长,反之越短)的一个特性数据。
由于在油墨的铺展直径与时间对数之间存在着线性关系,所以,如果用一系列相对应的直径D和时间对数log t在以直径D(以毫米计)为纵坐标,以时间对数10g t(以秒计)为横坐标的直角坐标上作图,把各点连起来后就可得到一条直线。这条直线可叫做D—log t直线,或者叫做油墨的特性线。直线与D轴相交,如果把原点到这个交点的距离记作I,则I就是这条直线的截距。
为了做到不用作图来求出斜率,我们假定在时间在10秒和在100秒时测定所得的油墨铺展直径分别记为D10和D100,则直线的斜率SI有简化成的下式:
SI=D100—D10 (4)
这个公式说明:以平行板粘度仪求油墨特性线的斜率只要将100秒时测得的油墨直径减去10秒时测得的油墨直径就可以了。
根据积累的经验,胶印墨的斜率一般在5—8之间都是可以的,而大多在6—7之间。
油墨的斜率主要与油墨的所谓“长”和“短”的特性有关,但是油墨的这种“长”“短”特性不能以基本的单位制来量度。它们与油墨的屈服值对塑性粘度的比例有关。
为了计算方便,我们采用10秒时的油墨铺展直径,并将其代入数学上的斜截式直线方程式,得到截距I的公式:
I=D10-SI (5)
这个公式说明油墨特性线的截距等于油墨在乎行板粘度仪上10秒时的铺展直径(毫米)减去斜率。
截距与油墨的稀(软)稠(硬)有关,截距越大,油墨越稀(软),截距越小,油墨越稠(硬)。它还和油墨的粘度有关,油墨的截距越大则其粘度越小,反之,则粘度越大。但是,截距和粘度的关系是有条件的。一般地说,使用的颜料(和填料)与连结料相同时,它们之间的这种关系比较有规律,否则,它的规律性就比较差。例如只要测定一下不同油墨品种的截距和粘度就可以发现:截距相同时,粘度不一定相同。
根据我们的经验,截距还是表示油墨的稀稠比较恰当。诚然,并不排斥它与粘度之间的关系。这个油墨的所谓稀稠(或软硬)是和我们平常所说的“身骨”可以相联系起来的。稀的油墨则所谓身骨差一些,稠的油墨则所谓身骨好一些,这是我国油墨行业的习惯用语。
胶印油墨的截距一般在18~25毫米之间都是可以的,而以19~22毫米比较理想。
3、流动度和流动性。
(1).流动度。流动度是我国油墨行业在浆状(胶、铅印)油墨的生产中列为生产控制指标的一个项目。目前,它已被大多数人笼统地认为它可以代表油墨的流动性能,实际上是不确切的。
流动度是在一块圆玻璃(直径约70毫米,重量约50克)中央放上0.1厘米。的油墨,再压上一块重50克,直径约70毫米的圆玻璃,在这块圆玻璃上再加上一个重200克的砝码,经过15分钟后,取去砝码,量出油墨的铺展直径后所得的数值。
可以看出,这个方法与平行板粘度仪的测定方法几乎是同出一辙,差别仅在于油墨的用量不同(平行板粘度仪用0.5厘米3的油墨),上面的压力不同(平行板粘度仪的上板重量为115克,而在流动度的测定中,上面的总重量为250克)。
我们所以把它叫做流动度是因为它是在这样一种条件下,对油墨铺展直径的一种量度。
来源: 卓创资讯化工网
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