粘度与流变性

粘度与流变类型

• **粘度（viscosity）**：
• —— 流体流动的"**阻力**"
• —— 直观理解：**蜂蜜比水粘稠** → 蜂蜜粘度大
• —— **牛顿流体**：
• —— 粘度**不随剪切速率变化**
• —— 例：水、甘油、矿物油
• —— **非牛顿流体**：
• —— 粘度**随剪切速率变化**
• —— 印染中**绝大多数**工作液都是非牛顿流体
• **常见的非牛顿类型**：
• ① **假塑性（剪切变稀，shear thinning）**
• —— **剪切速率越大，粘度越小**
• —— 例：**印花色浆、涂料、乳液**
• —— 这是印花**最需要**的特性
• —— 为什么：
• —— **刮刀刮印时**：剪切速率大 → 色浆**变稀** → 容易**通过网孔**、**流平**
• —— **刮印后静止**：剪切消失 → 色浆**变稠** → **不渗化、轮廓清晰**
• —— 完美的印花糊料就应该这样
• ② **塑性（Bingham 体）**
• —— 需要**超过一定的力（屈服值）**才开始流动
• —— 例：某些**厚涂层胶**
• —— 屈服值太高的色浆**不易通过网孔**
• ③ **触变性（thixotropy）**
• —— 在**恒定剪切**下，粘度**随时间下降**；静置后**恢复**
• —— 例：某些涂料
• —— **印花的"结构粘度"**与此相关
• ④ **胀塑性（剪切变稠）**
• —— 剪切越大越稠（少见，通常是要避免的）

粘度的测量

• **旋转粘度计（最常用）**：
• —— 原理：转子在样品中旋转，测**阻力矩**
• —— 常用：**Brookfield 粘度计**
• —— 可以**改变转子转速** → 测**不同剪切速率**下的粘度 → 判断流变类型
• —— 结果：mPa·s 或 cP
• **涂-4 杯（流出杯，快速法）**：
• —— 原理：一定体积的液体**从杯底小孔流出**，测**流出时间（秒）**
• —— 简单、快速、便宜
• —— 适合**车间现场快速检测**
• —— 结果：**秒**（不是绝对粘度，但可以用于**对比**）
• —— 标准：GB/T 1723
• **其他**：
• —— **落球粘度计**：测球下落的时间（适合透明牛顿流体）
• —— **毛细管粘度计**：精确，实验室用
• —— **锥板粘度计**：样品量少，适合研究
• **测量注意**：
• —— **温度**要恒定（温度对粘度影响极大！一般**每升高 1 ℃，粘度下降 5%～10%**）
• —— 要注明**测试温度**（如"25 ℃ 下 5000 mPa·s"）
• —— 转子**型号和转速**要注明
• —— 样品要**静置除泡**
• —— 样品要**有代表性**（搅匀）
• **印花色浆的粘度控制**：
• —— 一般用**旋转粘度计**或**涂-4 杯**
• —— 每批色浆**上机前要测粘度**
• —— 粘度太高：
• —— **堵网、给浆不足、花型不完整**
• —— 粘度太低：
• —— **渗化、轮廓模糊、透印过度**
• —— 调整：
• —— 加水/糊料**稀释**，或加**增稠剂**增稠
• —— **记录**每次的粘度（形成经验数据）

粘度在各个工序的意义

• **① 印花色浆（最关键）**：
• —— 粘度决定：
• —— **给浆量**（透网量）
• —— **渗透性**
• —— **轮廓清晰度**
• —— **流平性**
• —— 不同印花方式要求不同：
• —— **圆网印花**：粘度**较低**（5000～15000 mPa·s），容易过网
• —— **平网印花**：粘度**稍高**（10000～30000 mPa·s）
• —— **手工台板**：粘度可以更高
• —— **数码印花墨水**：粘度**极低**（**2～15 mPa·s**！）
• —— 这是数码印花墨水的**关键技术指标**（要能从喷头喷出）
• **② 涂层胶**：
• —— 粘度决定**涂层量**和**渗透性**
• —— 刮刀涂层：需要**较高的粘度 + 屈服值**
• —— 辊涂：粘度适中
• —— **浸渍/轧车**：粘度低
• **③ 整理液（轧车浸轧）**：
• —— 一般**低粘度**（接近水）
• —— 保证**渗透均匀、轧余率稳定**
• —— 粘度高 → 渗透慢、带液多
• **④ 染料母液**：
• —— 要**低粘度**，便于**泵送、计量**
• —— 分散染料母液粘度过高 → **流动差、计量不准**
• **⑤ 糊料（原糊）**：
• —— 粘度**很高**（几万 mPa·s）
• —— 是色浆的"**骨架**"
• —— 糊料的**流变性**是印花质量的核心

影响粘度的因素

• **① 温度（影响最大）**：
• —— **温度升高 → 粘度下降**
• —— 一般：**每升高 1 ℃，粘度下降 5%～10%**
• —— 所以：
• —— **测粘度必须恒温**
• —— **生产中色浆温度会变化**（高速印刷会发热）→ 粘度变化
• —— **冬天和夏天的色浆粘度不同**
• —— 对策：
• —— 车间**恒温**
• —— 或**按温度调整配方**
• **② 浓度**：
• —— 浓度**越高 → 粘度越高**（通常呈指数关系）
• —— 少量增加浓度，粘度可能**大幅上升**
• —— 所以**调粘度要小心**（一点一点调）
• **③ 分子量/聚合度**：
• —— 分子量大 → 粘度高
• —— 例：海藻酸钠的**聚合度**影响粘度
• **④ 剪切历史**：
• —— 高速搅拌后粘度可能**下降**（触变、分子链断裂）
• —— 所以要**避免长时间高速搅拌**
• **⑤ 存放时间**：
• —— 某些糊料**存放后粘度变化**（继续溶解、降解、微生物）
• —— 所以要**现配现用**或**定期检测**
• **⑥ pH 和电解质**：
• —— 影响**聚电解质型增稠剂**（如合成增稠剂）的粘度极大
• —— 例：**合成增稠剂**对**电解质**敏感：
• —— 加盐后粘度**急剧下降**（因为电解质压缩了聚合物的电荷，分子链卷曲）
• —— 这是**涂料印花**中常见的问题（色浆中不能有太多电解质）
• —— 解决：用**耐电解质**的增稠剂
• **⑦ 微生物**：
• —— 天然糊料（海藻酸钠、淀粉）**易发霉** → 微生物降解 → **粘度下降**
• —— 解决：**防腐剂**、**现配现用**、**清洁的容器**

相关词条

• 增稠剂（aux-thickener）
• 海藻酸钠（aux-sodium-alginate）
• 合成增稠剂（aux-synthetic-thickener）
• 涂料印花黏合剂（aux-binder）
• 含固量（term-solids-content）