【专栏·约稿】关于史上最深入浅出的流体骚操作
2017.11.10
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作者简介：化学专业技术男，寄居蟹死宅，写文章为自娱自乐，不太顾及读者感受。所谓物以类聚，潇哥找到任工的时候，发现咱两真的好像呀，遂引为知己。
古希腊哲学家赫拉克利特说，
Everything flows。
昆士兰大学著名的沥青实验
Flow的希腊语是Rheos，所以研究事物流动的就叫Rheology。
希腊流变协会的Logo
比如，流的快的水是瀑布。
流的慢的是冰川。
粘度
描述硬邦邦的叫硬度，描述黏糊糊的东西就是粘度。
不同的粘度会直接影响到使用体验。
牛大爷定义了粘度，所以理性流体就叫牛顿流体，牛顿流体的粘度不随剪切力和剪切速度而变化。
剪切力不是那个力，剪切速度不是那个速度
各种非牛顿流体
现实中没有这么理想化的东西，而是各种特性的混合，只是不同的特性比重不同。比如，硅油就很接近牛顿流体。
有的流体，不是一直都是牛顿流体，而是当剪切力大于某一个值以后才开始流动，叫做塑性流体，比如牙膏。
有的流体，随着剪切速度的增加，体系中不溶颗粒的相互作用，影响分散相的流动性，粘度上升，叫做膨胀性流体，比如粉类分散浆。
绝大多数的流体，随着剪切速度的增加，结构成分趋向于顺着流动方向排列，粘度下降，叫做假塑性流体，比如乳液。
粘度还和时间有关，有的流体随着剪切时间增加，粘度下降，卸力后，恢复原始状态，比如高分子溶液。
有的流体随着剪切时间增加，粘度上升，比如石膏。
在绝大多数流体的粘度随着温度增加而下降时，有的流体却可能表现出相反的性质，比如一些PEG/PPG的共聚物。
此外，还有其他因素会影响粘度，比如流动方式和压强。
所以，别看起来很专业的说，“给我来一个2000粘度的乳液”，得给个条件，不然，丢块蜂蜡，加加热，也能找到测出来2000mPa·s的条件。
所以，不是粘度低的就一定能从瓶子里泵出来？
你看，不同剪切速度下，粘度是变化着的。根据结构的计算，泵出这个动作产生的剪切力在100-300Pa范围内，因此，要看的应该是在这个范围内的粘度表现。
屈服值
除了粘度，我们在塑性流体中看到的另外一种特性，即流体在外力作用下，超过一定值才开始发生流动，这就要用屈服值来描述。
一方面，高屈服值的霜上手会比低屈服值的要厚重。
另一方面，如果屈服值低于重力产生的剪切力，那么料体就比较难悬浮粒子。
比如，一般我们认为乳化的粒径越小，稳定性会越好。一种有一部分的原因是由于小粒径的体系，屈服值也会更高。
通过屈服值的变化，可以一定程度的反应产品的稳定性。
但屈服值也不是越高越好，比如，太高的屈服值会影响料体在瓶体中的残留。
粘弹性
流体还有一个特性，就是粘弹性。弹性相当于弹簧，可以释放此前输入的能量，而液体则将外力所做的功都转化为热能。
储存模量反映弹性，损失模量反映粘性。实际中的流体同时具有储存模量和损失模量，通过测量粘弹性可以用来判断料体内部的结构特性。
不同交联度的聚合物表现出不同的粘弹性
光用眼睛观察料体的外观变化要等到最后一刻才得到结果，测量粘弹性可以更早得到内部结构变化的信息，特别适合快速判断料体的稳定性。
甚至可以找出料体是高温不稳定还是低温不稳定。
顺便也能判断软化的温度，结膏点或是凝固点。
以上的这些骚操作拿普通的粘度计是实现不了的，不过好消息是有一个万用的流变仪可以推荐给大家。
那就是，我们都有的，那双勤劳的手。
好吧，虽然这个不是搞笑，但要真的做研究，还是忽悠老板去买台流变仪吧。
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