漿液粘度是漿紗工序中一個重要的工藝參數(shù)。在上漿過程中，漿液粘度的大小不僅會影響上漿率，而且還會影響漿液浸透與被覆的比例，從而影響漿紗質(zhì)量。因此，紡織廠的工程技術(shù)人員十分關(guān)注漿液粘度這一指標，并要經(jīng)常進行測定與檢驗。如何正確測定各種漿料的漿液粘度，使得測試數(shù)據(jù)重復(fù)性和可比性好，已成為紡織廠漿料質(zhì)量檢測和漿料生產(chǎn)廠產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)中的重要問題。

　　以下著重討論的是淀粉類（包括變性淀粉）漿料漿液粘度測定中的有關(guān)問題。目前，國內(nèi)紡織行業(yè)雖對淀粉漿的粘度測定條件和測試方法作出了一些規(guī)定，但仍存在著同一產(chǎn)品漿料生產(chǎn)廠和紡織廠各自測定的粘度值有一定差異的問題。為了進一步提高淀粉漿粘度測試數(shù)據(jù)的準確性和可比性，有必要對影響淀粉漿粘度測定值的有關(guān)因素進行較為系統(tǒng)的探討，從而使得測試方法更加規(guī)范化。

　　1 淀粉漿的流體屬性

　　粘度是表征流體流動時所受內(nèi)摩擦阻力大小的物理量，是流體在受剪切應(yīng)力作用時表現(xiàn)出的特性。當流體在剪切應(yīng)力作用下的流變行為可用牛頓流體公式R=G#?C來描述，即粘度G不隨剪切應(yīng)力R和剪切速率？C的大小而改變，始終保持常數(shù)的流體稱為牛頓流體。低分子液體和高分子的稀溶液（濃度接近零時）屬于這一類。凡是不符合牛頓流體公式的流體，統(tǒng)稱為非牛頓流體。上漿工程中應(yīng)用的漿液就屬于這一類。對于非牛頓流體，在剪切應(yīng)力RS作用下的流變行為，通常用指數(shù)律經(jīng)驗公式RS=*#?Cn描述。式中K是/材料0常數(shù)，n是表征偏離牛頓流動程度的指數(shù)。當n<1時為假塑性非牛頓流體，其粘度隨剪切頻率的增加而減小；當n>1時為脹塑性非牛頓流體，其粘度隨剪切頻率的增加而升高。為了實際工作的方便，對非牛頓流體還定義了表觀粘度Ga=K#?Cn-1的概念，以與牛頓流體公式作類比，這樣指數(shù)律經(jīng)驗公式可寫成RS=Ga#?C。由此可見，表觀粘度Ga為剪切頻率的函數(shù)，而不是一個常數(shù)。在上漿工程中通常所測定的正是隨剪切頻率變化的表觀粘度（簡稱粘度）。表觀粘度還具有對時間的依賴性，按流體粘度隨流動時間的變化不同，分為觸變性流體和流凝性流體。前者的粘度隨流動時間的延長而下降，后者則相反。發(fā)生這種變化的主要原因是流體受剪切作用后，內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)的瓦解與恢復(fù)。

　　由上述流體基本類型的粘度特性和對漿液粘度的實際測定可知，淀粉漿液是屬于假塑性非牛頓流體，其粘度（表觀粘度）隨剪切頻率的增加而下降，從粘度對時間的依賴性看，淀粉漿液為觸變性流體，粘度隨流動時間延長而下降。弄清淀粉漿液的流體屬性，對提高淀粉漿粘度測定的準確性大有好處。

　　2 影響淀粉漿粘度測定值的因素

　　影響淀粉漿粘度測定值的因素較多，可分為兩大類，一類為內(nèi)在因素，如平均分子量大小、分子鏈形狀、直鏈和支鏈淀粉含量比例等；另一類為外界因素，如淀粉漿的濃度、溫度、攪拌程度、煮漿時間等。前者主要與一定條件下粘度的大小有關(guān)，后者則涉及到測試結(jié)果的準確性和可比性。

　　我們在此討論的是對淀粉漿粘度測定值有影響的諸因素。

　　2.1 漿液濃度

　　濃度是影響漿液粘度的重要因素，漿液濃度增加，粘度隨之上升，然而不同種類的漿料其粘度隨濃度上升的規(guī)律是不同的。試驗測得幾種變性淀粉的濃度與粘度的關(guān)系曲線如圖1,可見淀粉漿粘度隨濃度的增加是呈指數(shù)關(guān)系上升。在淀粉漿粘度測定中規(guī)定濃度為6%,這一濃度不論在哪種變性淀粉和何種粘度規(guī)格中，均已處在濃度~粘度曲線上升較快的區(qū)域，即使?jié)舛扔休^小的偏差，也會給粘度的測定值帶來較明顯的影響。

　　因此漿液濃度配制的準確與否至關(guān)重要。在檢測中為保證漿液濃度的配制正確，要做到三個準確，即淀粉的含水率測定準確、樣品的稱重計算和稱量準確、加水量準確。

　　圖1 淀粉漿濃度與粘度關(guān)系曲線

　　2.2 漿液溫度

　　溫度對漿液粘度影響的普遍規(guī)律為溫度升高，粘度有所降低。這主要是因為溫度升高時，分子的熱運動加劇，分子間作用力減弱，從而使?jié){液粘度下降。在淀粉漿的粘度測定中規(guī)定溫度為95℃,這里包含兩層意思，一是指漿液調(diào)制時的煮漿溫度為95℃,并在此溫度下保溫燒煮3 h;二是指測定時粘度測定器的溫度為95℃。在粘度的檢測中這兩方面的溫度都應(yīng)把握好，否則會給測試結(jié)果帶來影響，其中后者的影響較明顯些，因為從調(diào)漿的三頸燒瓶中取樣放進測定器的過程中漿液溫度會降低，若測定器溫度達不到95℃,檢測結(jié)果就會有偏差，尤其是酸解淀粉等有凝凍性，差值較大些。表1為在不同溫度條件下測得的粘度值數(shù)據(jù)。

　　表1 不同測定器溫度下的粘度值

　　2.3 攪拌速度

　　煮漿過程中的攪拌作用主要是使?jié){液中的各種成分均勻混合，不出現(xiàn)沉淀，同時也是為了加熱均勻。攪拌過程是液體受剪切作用的過程，攪拌速度的快慢實質(zhì)上就是剪切頻率的大小。由淀粉漿的流體屬性可知，其粘度與剪切頻率有關(guān)。然而煮漿時的攪拌速度與測定時的剪切頻率是影響粘度測定值的兩個不同的方面。目前測定淀粉漿粘度時統(tǒng)一使用的儀器是NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計，通常淀粉漿均采用第？單元測定器、1號轉(zhuǎn)筒測定，轉(zhuǎn)速為750 rPmin,在此條件下測定時的剪切頻率約為2000 s-1,這一數(shù)值是不變的。容易發(fā)生變化的是煮漿過程中的攪拌速度，人們往往忽視了這一點。淀粉漿粘度測定方法中規(guī)定，煮漿時的攪拌速度為120 rPmin,但在試驗中往往出現(xiàn)由于攪拌器的恒轉(zhuǎn)矩性能較差而使轉(zhuǎn)速大大超過的現(xiàn)象。煮漿時攪拌速度的快慢對淀粉漿粘度的影響究竟有多大？通過對幾種變性淀粉在不同攪拌速度下煮漿后的粘度進行測定，得到如表2所示的結(jié)果。不同攪拌速度下粘度的相對變化率見表3、表4。

　　表2 不同攪拌速度下粘度的測定值

　　表3 300 rPmin攪拌速度下的粘度變化率

　　表4 500 rPmin攪拌速度下的粘度變化率

　　由表2、表3、表4結(jié)果可見，煮漿時的攪拌速度對各種淀粉漿的粘度均有一定影響，影響程度因淀粉產(chǎn)品種類而異，但都表現(xiàn)出煮漿時攪拌速度越快，粘度下降的變化率越大的特性。這主要是與淀粉漿的流體特性及溶液性質(zhì)有關(guān)。淀粉顆粒在水中膨脹糊化后的分散狀態(tài)為多分子集合體和顆粒碎片，攪拌速度越快、時間越長，淀粉漿的物理結(jié)構(gòu)變化越大，即分子集合體變小，碎片更細，這就使粘度發(fā)生變化而降低。因此，在淀粉漿的粘度測定中，保持規(guī)定的攪拌速度是非常必要的。

　　2.4 升溫速度

　　在煮漿過程中加熱的快慢直接關(guān)系到漿液的升溫速度，通過對幾種不同粘度規(guī)格的酸解淀粉和其他變性淀粉，在不同升溫速度下煮漿，到達95℃保溫1 h后粘度的測定（見表5）可知，不同升溫速度下煮漿，漿液粘度的絕對誤差在0.5 mPa#s以內(nèi)，且無變化規(guī)律。因此可以認為升溫速度的快慢不致對粘度產(chǎn)生影響。事實上升溫速度快慢主要與漿液到達95℃的過程中受攪拌的次數(shù)有關(guān)，當?shù)矸蹪{的溫度在糊化溫度以下時，由于淀粉顆粒尚未糊化，攪拌作用的強弱對粘度不會產(chǎn)生影響，只有在淀粉開始糊化到漿液溫度達到95℃這段時間里的攪拌作用才可能影響粘度。但在這段時間里因升溫速度不同而引起的受攪拌次數(shù)（120 rPmin的情況下）的差異是有限的。

　　需要提醒的是，在做粘度測定的試驗時，三頸燒瓶放入水浴時水浴的溫度不能超過50℃,以防止溫差過大而造成三頸燒瓶內(nèi)淀粉漿局部糊化而致使?jié){液不均勻。

　　表5 不同升溫速度下漿液的粘度值

　　2.5 讀數(shù)時間

　　在淀粉漿粘度測定中我們還發(fā)現(xiàn)，從儀器上讀數(shù)的時間不同會對試驗結(jié)果產(chǎn)生一定影響。表6為測定時儀器開啟后指針穩(wěn)定作為0 s讀得的數(shù)值以及30 s、60 s時讀得的數(shù)值。表7為儀器不同開啟次數(shù)指針穩(wěn)定即讀數(shù)的結(jié)果。

　　表6 不同讀數(shù)時間的粘度值

　　表7 儀器開啟次數(shù)與粘度測定值

　　可見不同讀數(shù)時間對測試結(jié)果有影響。因此，為使測試數(shù)據(jù)有可比性，規(guī)定讀數(shù)時間是必要的。根據(jù)儀器操作說明及實際測試中的體會，我們認為第二次開啟儀器指針穩(wěn)定即讀數(shù)是合適的。理由為：第一次開啟儀器的作用是調(diào)整轉(zhuǎn)筒中心，并使測定器內(nèi)漿液溫度均勻并達到95℃,這樣第二次開啟儀器后讀數(shù)便較準確，若開啟次數(shù)再增加，則漿液在約2000 s-1的剪切頻率下，結(jié)構(gòu)粘度會進一步發(fā)生變化。

　　2.6 儀器誤差

　　在淀粉漿粘度測定方法中統(tǒng)一使用的儀器為同濟大學生產(chǎn)的NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計，該儀器具有操作方便，測量范圍廣的特點。但該種儀器的儀器誤差究竟怎樣呢？我們分別用1996年12月和1997年9月購進的兩臺儀器對同一試樣在同一條件下進行測定，所得的對比數(shù)據(jù)列于表8。

　　由表8可知存在著儀器誤差，但其差值不受粘度大小影響，基本保持一致，試驗所用的兩臺儀器之間存在的誤差基本為1 mPa#s（第？單元1號轉(zhuǎn)筒）。為盡量減少儀器誤差對測試數(shù)據(jù)的影響，建議該儀器的使用單位，按照規(guī)定每兩年將儀器送制造廠校正一次，同時不可忽視測試前儀器的校零。

　　表8 兩臺儀器測試數(shù)據(jù)的對比

　　2.7 水質(zhì)的影響

　　測定淀粉漿粘度時調(diào)漿用水的質(zhì)量也會影響粘度，尤其是水的pH值影響程度較為嚴重。雖然測定方法中要求使用蒸餾水或去離子水，但這兩種水的pH值往往也不能保證為7左右。我們在試驗中曾經(jīng)遇到過其pH值大于9和小于5的情況，若不加注意使用這樣的水調(diào)漿，必然會造成粘度的降低和粘度波動率的增大。這一點人們往往容易疏忽。因此建議對測試粘度的調(diào)漿用水要進行pH值檢驗，以保證所用水的pH值為中性，從而使所測數(shù)據(jù)準確、可靠。

　　3 結(jié)語

　　（1）淀粉漿液是屬于假塑性非牛頓流體，其粘度隨剪切頻率的增加而減小。

　　（2）濃度對淀粉漿粘度測定值影響較大，要求6%的濃度配制要準確，測定中調(diào)漿溫度和測定器溫度都要保持95℃。

　　（3）調(diào)漿時的攪拌速度對粘度有影響，其中尤以轉(zhuǎn)速快、時間長影響程度為大。

　　（4）讀數(shù)時間、水的pH值對粘度測定值有影響。中國糧油儀器在線 http://m.lovemassage.cn