什么会影响样品的粘度及流变特性？

粘度数据通常起到“窗口”作用，通过它便可观察到物料的其他特性。粘度比一些可影响粘度的特性更易于测量，使它成为进行物料定性的一种重要工具。本章早前部分已论述了多种类型的流变特性以及如何确定这些特性。已确定物料中的特定流变特性，您可能想知道就其他特性而言，此信息暗示了什么。本部分以所收集的多年客户经验信息为依据，可作为“备忘录”，以便使您想起粘度计帮您解决的难以理解的事情。

温度

可对流变特性产生影响的最明显的因素之一是温度。一些物料对温度非常敏感，较小的变化就会导致粘度显著改变。其他比较不敏感。对受制于使用中或生产中温度变化的物料进行评估时，例如机油、油脂、热熔粘接剂，将温度对粘度的影响考虑在内很有必要。

剪切率

现实世界中，非牛顿流体趋于标准而不是例外，对于从事流变数据实践应用的任何人来说，评估剪切率的影响很有必要。例如，试图泵出流经系统的膨胀性流体，却使它在泵内变得坚实，导致整个工序骤然停止，这将是灾难性的。虽然这是一个极端例子，但也不应低估剪切率影响的重要性。

在生产或使用中，以多种剪切率处理物料时，了解以预估剪切率测得的粘度很有必要。如果对这些都不了解，应当制定一个估值。应以与估值尽可能相近的剪切率来测量粘度。

由于这些值超出了粘度计的剪切率范围，测量期间通常不可能近似于预估剪切率值。在这种情况下，有必要以几种剪切率进行测量并将数据外推至预估值。这不是获取此信息最精确的方法，但是往往是唯一的选择，尤其是预估剪切率非常高的时候。实际上，最好是以几种剪切速率测量粘度，以检测可能对生产加工或使用有影响的流变行为。在剪切率值不明确或不重要的情况下，粘度与转速样品图通常就可满足要求。

生产和使用过程中，由于剪切率大幅度变化而受影响的物料实例有：油漆、化妆品、液态胶乳、涂料、某些食品以及人体循环系统中的血液。不同剪切率典型实例如下表所示。

测量条件

材料在粘度测量过程中的条件会对测量结果产生相当大的影响。因此，重要的是要了解并尽可能控制您正在测试的任何样品的环境。

首先，应遵守之前文章中提到的粘度测量技术。粘度计型号、转子/速度组合、样品容器尺寸、护腿是否存在、样品温度、样品制备技术等变量不仅会影响测量的准确性，还会影响你在测量材料的实际粘度。

其次，必须考虑可能影响粘度的其他不太明显的因素。例如，样品材料可能对环境大气敏感，例如牙科印模材料、高炉渣、血液和粘液。这种情况下需要提供有利于测试目标的受控气体环境（参见Brookfield的吹扫配件信息）。 

另一个可能影响粘度测量的因素是样品的均匀性。通常我们希望有一个均质的样品，这样可以获得更一致的结果。然⽽，有时，材料分离成非均匀层的趋势是存在的。在这种情况下必须小心，不要通过混合或摇动样品来干扰您希望研究的内容。

时间

随着测试时间推移，剪切作用会影响触变性和流变性。但是，即使材料没有被剪切，许多材料的粘度也会随着时间的推移⽽发生变化。在选择和制备用于粘度测量的样品时，必须考虑老化现象。还要考虑这样一个事实，即许多材料在化学反应过程中会发生粘度变化，因此测试在化学反应过程中的材料，一次进行的粘度测量可能与另一次进行的粘度测量有很大不同。

压力

压力变化可能导致：溶解气体形成气泡；夹带气体改变材料大小和分布， 在某些情况下，甚至形成湍流。压力不像其他因素那样频繁出现，压力会压缩流体， 因此会增加分子间阻力。液体在非常高的压力的影响下是可压缩的类似于气体，但程度要小得多。压力的增加往往会增加粘度。例如： 高浓度浆料（颗粒体积的 70‑80% 以上）的流动特性，其中没有足够的液体完全填充颗粒之间的所有空隙，导致三相混合物（即固体、液体、通常是空气）。由于空气的存在，混合物是可压缩的，因此，压缩得越多，流动阻力就越大。

样品的测前状态

在粘度测量之前样品发生的情况会显着影响结果，尤其是在对热或老化敏感的流体中。因此，必须设计储存条件和样品制备技术，以尽量减少它们对后续粘度测试的影响。触变材料尤其对先前的状态敏感，因为它们的粘度会受到搅拌、混合、倾倒或任何其他在样品中产生剪切活动的影响。

聚合物和添加剂

材料的成分是其粘度的决定因素。当这种成分发生变化时，无论是通过改变成分物质的比例，还是通过添加其他材料，粘度都很可能发生变化。例如，在印刷油墨中加入溶剂会降低油墨的粘度；许多类型的添加剂用于控制涂料的流变性能。

分散体和乳胶的特殊特性

分散体和乳胶是由分散在液相中的一种或多种固相组成的多相材料，它们在流变学上会受到许多因素的影响。除了前面讨论的许多因素外，多相材料特有的特性对此类材料的流变学也很重要。这些将在下面讨论。

要研究的主要特征之一是样品材料的聚集状态。构成固相的颗粒是分开的和不同的，还是聚集在一起的？这些团块有多大，它们粘在一起的紧密程度如何？

如果团块（絮凝物）在分散体中占据较大的体积，则分散体的粘度将倾向于高于絮凝体体积较小的情况。这是由于分散分散体的固体组分需要更大的力。当絮凝物在分散体中聚集时，聚集体对剪切的反应会导致剪切稀化（假塑性）流动。在低剪切速率下，聚集体可能会变形但基本保持完整。随着剪切速率的增加，聚集体可能会分解成单独的絮状物，从⽽降低摩擦力，从⽽降低粘度。

如果聚集体中的键非常强，系统可能会显示出屈服值。收益率值的大小取决于破坏这些键所需的力。

如果材料的絮凝结构在剪切时随着时间的推移⽽被破坏，则一种与时间相关的流动类型行为将被观察到。如果在破坏部分或全部絮凝结构后降低剪切速率，则材料的粘度可能低于之前在相同剪切速率下的粘度。由于絮状物在破坏后开始连接在一起，因此发生这种情况的速度会影响粘度达到先前水平所需的时间。如果重联率高，粘度将与以前大致相同。如果重联率低，粘度会降低。这导致了称为“触变性”的流变行为。

分散相中颗粒之间的吸引力在很大程度上取决于分散相和液相之间界面处存在的材料类型。这反过来会影响系统的流变行为。因此，将絮凝剂或抗絮凝剂引入系统是控制其流变性的一种方法。

构成分散相的颗粒形状对于确定系统的流变性也很重要。悬浮在流动介质中的粒子不断地旋转。如果颗粒基本上是球形的，则可以自由地旋转。

然⽽，如果颗粒是针状或板状，则发生旋转的难易程度就难以预测，变化的剪切速率的影响也是如此。

在测量多相体系的粘度时，分散相的稳定性尤为关键。如果分散相有沉淀的趋势，产生非均质流体，系统的流变特性就会发生变化。

在大多数情况下，这意味着测得的粘度会降低。在这种情况下获得的数据通常是错误的，需要采取特殊的预防措施以确保分散相保持悬浮状态。