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中華人民共和國(guó)藥典2005版第二部附錄-粘度-黏度測(cè)定法-烏氏粘度計(jì)

更新時(shí)間:2011-10-21      點(diǎn)擊次數(shù):13523

 

 

黏度系指流體對(duì)流動(dòng)的阻抗能力,本法中采用動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度特性黏數(shù)表示。測(cè)定供試品黏度可用于純度檢查等。

  流體分牛頓流體非牛頓流體兩類。牛頓流體流動(dòng)時(shí)所需剪應(yīng)力不隨流速的改變而改變,純液體和低分子物質(zhì)的溶液屬于此類;非牛頓流體流動(dòng)時(shí)所需剪應(yīng)力隨流速的改變而改變,高聚物的溶液、混懸液、乳劑和表面活性劑的溶液屬于此類。

黏度的測(cè)定可用黏度計(jì)。黏度計(jì)有多種類型,本藥典采用毛細(xì)管粘度計(jì)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。毛細(xì)管黏度計(jì)因不能調(diào)節(jié)線速度,不便測(cè)定非牛頓流體的黏度,但對(duì)高聚物的稀薄溶液或低黏度液體的黏度測(cè)定較方便;旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)適用于非牛頓流體的黏度測(cè)定。

液體以1cm/s的速度流動(dòng)時(shí),在每1cm2平面上所需剪應(yīng)力的大小,稱為動(dòng)力黏度,以Pa·s為單位。在相同溫度下,液體的動(dòng)力黏度與其密度的比值,再乘10-6,即得該液體的運(yùn)動(dòng)黏度,以mm2/s為單位。本法采用在規(guī)定條件下測(cè)定供試品在平氏黏度計(jì)中的流出時(shí)間(s),與該黏度計(jì)用已知黏度的標(biāo)準(zhǔn)液測(cè)得的黏度計(jì)常數(shù)(mm2/s2)相乘,即得供試品的運(yùn)動(dòng)黏度。

溶劑的黏度ηo常因高聚物的溶入而增大,溶液的黏度η與溶劑的黏度ηo的比值(η/ηo)稱為相對(duì)黏度(ηr),通常在烏氏黏度計(jì)中的流出時(shí)間的比值(T/To)表示;當(dāng)高聚物溶液的濃度較稀時(shí),其相對(duì)黏度的對(duì)數(shù)值與高聚物溶液濃度的比值,即為該高聚物的特性黏數(shù)[η]。根據(jù)高聚物的特性黏數(shù)可以計(jì)算其平均分子量。

儀器用具

(1)恒溫水?。嚎蛇x用直徑30cm以上、高40cm以上的玻璃缸或有機(jī)玻璃缸,附有電動(dòng)攪拌器與電熱裝置,除另有規(guī)定外,在20±1℃測(cè)定運(yùn)動(dòng)黏度或動(dòng)力黏度。

(2)溫度計(jì):分度為0.1℃。

(3)秒表:分度為0.2秒。

(4)平氏黏度計(jì)(圖1)可根據(jù)需要分別選用毛細(xì)管內(nèi)徑為0.8mm±0.05mm、1.0mm±0.05mm、1.2mm±0.05mm、1.5mm±0.1mm或2.0mm±0.1mm的平氏黏度計(jì)。

(5)旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)。

(6)烏氏黏度計(jì)(圖2)除另有規(guī)定外,毛細(xì)管E內(nèi)徑為0.5mm±0.05mm,長(zhǎng)140mm±5mm;測(cè)定球A的容量為3.5ml±0.5ml(選用流出時(shí)間在120~180秒之間為宜)。

*法(用平氏黏度計(jì)測(cè)定運(yùn)動(dòng)黏度或動(dòng)力黏度)照各藥品項(xiàng)下的規(guī)定,取毛細(xì)管內(nèi)徑符合要求的平氏黏度計(jì)1支,在支管F上連接一橡皮管,用手指堵住管口2,倒置黏度計(jì),將管口1插入供試品(或供試溶液,下同)中,自橡皮管的另一端抽氣,使供試品充滿球C與A并達(dá)到測(cè)定線m2處,提出黏度計(jì)并迅速倒轉(zhuǎn),抹去黏附于管外的供試品,取下橡皮管使連接于管口1上,將黏度計(jì)垂直固定于恒溫水浴中,并使水浴的液面高于球C的中部,放置15分鐘后,自橡皮管的另一端抽氣,使供試品充滿球A并超過測(cè)定線m1,開放橡皮管口,使供試品在管內(nèi)自然下落,用秒表準(zhǔn)確記錄液面自測(cè)定線m1下降至測(cè)定線m2處的流出時(shí)間。依法重復(fù)測(cè)定3次以上,每次測(cè)定值與平均值的差值不得超過平均值的±5%。另取一份供試品同樣操作,并重復(fù)測(cè)定3次以上。以先后兩次取樣測(cè)得的總平均值按下式計(jì)算,即為供試品的運(yùn)動(dòng)黏度或供試溶液的動(dòng)力黏度。

ν=Kt
 
η=106·Kt·ρ
式中
  • K為用已知黏度的標(biāo)準(zhǔn)液測(cè)得的黏度計(jì)常數(shù),mm2/s2;
  • t為測(cè)得的平均流出時(shí)間,s;
  • ρ為供試溶液在相同溫度下的密度,Kg/m3。

第二法(用旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)測(cè)定動(dòng)力黏度)用于測(cè)定液體動(dòng)力黏度的旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)通常都是根據(jù)在旋轉(zhuǎn)過程中作用于液體介質(zhì)中的切應(yīng)力大小來完成測(cè)定的,并以下式計(jì)算供試品的動(dòng)力黏度:

η=K(T/ω)
式中
  • K為用已知黏度的標(biāo)準(zhǔn)液測(cè)得的旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)常數(shù);
  • T為扭力矩;
  • ω為角速度。

常用的旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)有以下幾種。

(1)同軸雙筒黏度計(jì):將供試品注入同軸的內(nèi)筒和外筒之間,并各自轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)一個(gè)筒以的角速度或扭力矩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),測(cè)定對(duì)另一個(gè)圓筒上產(chǎn)生的扭力矩或角速度,由此可計(jì)算出供試品的黏度。

(2)單筒轉(zhuǎn)動(dòng)黏度計(jì):在單筒類型的黏度計(jì)中,將單筒浸入供試品溶液中,并以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),測(cè)量作用在圓筒表面上的扭力矩來計(jì)算黏度。

(3)錐板型黏度計(jì):在錐板型黏度計(jì)中,供試品注入錐體和平板之間,錐體和平板可同軸轉(zhuǎn)動(dòng),測(cè)量作用在錐體或平板上的扭力矩或角速度以計(jì)算黏度。

(4)轉(zhuǎn)子型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì):按各種項(xiàng)下的規(guī)定選擇合適的轉(zhuǎn)子浸入供試品溶液中,使轉(zhuǎn)子以一定的角速度旋轉(zhuǎn),測(cè)量作用在轉(zhuǎn)子上的扭力矩以計(jì)算黏度。

常用的旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)有多種類型,可根據(jù)供試品的實(shí)際情況和黏度范圍適當(dāng)選用。

照各品種項(xiàng)下所規(guī)定的儀器,按照儀器說明書操作,并測(cè)定供試品的動(dòng)力黏度。

第三法(用烏氏黏度計(jì)測(cè)定特性黏數(shù))取供試品,照各品種項(xiàng)下的規(guī)定制成一定濃度的溶液,用3號(hào)垂熔玻璃漏斗濾過,棄去初濾液(約1ml),取續(xù)濾液(不得少于7ml)沿潔凈、干燥烏氏黏度計(jì)的管2內(nèi)壁注入B中,將黏度計(jì)垂直固定于恒溫水浴(水浴溫度除另有規(guī)定外,應(yīng)為25℃±0.05℃)中,并使水浴的液面高于球C,放置15分鐘后,將管口1、3各接一乳膠管,夾住管口3的膠管,自管口1處抽氣,使供試品溶液的液面緩緩升高至球C的中部,先開放管口3,再開放管口1,使供試品溶液在管內(nèi)自然下落,用秒表準(zhǔn)確記錄液面自測(cè)定線m1下降至測(cè)定線m2處的流出時(shí)間,重復(fù)測(cè)定兩次,兩次測(cè)定值相差不得超過0.1秒,取兩次的平均值為供試液的流出時(shí)間(T)。取經(jīng)3號(hào)垂熔玻璃漏斗濾過的溶劑同樣操作,重復(fù)測(cè)定兩次,兩次測(cè)定值應(yīng)相同,為溶劑的流出時(shí)間(To)。按下式計(jì)算特性黏數(shù):

1nηr
特性黏數(shù)[η]= ──────────────────────────
c
式中
  • ηr為T/To;
  • c為供試液的濃度,g/ml。