水性聚氨酯分散體常規(guī)濃度以及高濃狀態(tài)下的流變學(xué)研究具有應(yīng)用指導(dǎo)意義，同時(shí)也具有理論意義，水性聚氨酯分散體在極稀濃度下(<0.2 g/mL)的流變學(xué)研究主要是理論的意義了。

      對于懸浮體系，將濃度轉(zhuǎn)換成體積分?jǐn)?shù)，其稀濃度體系可以應(yīng)用愛因斯坦方程描述。

      其中η為分散體黏度，ηc為分散介質(zhì)黏度，Ф為分散質(zhì)體積分?jǐn)?shù)，c為分散體轉(zhuǎn)換的濃度以g/mL表示，[η]為特性黏度，KH 為Huggins系數(shù)，它可以表征分散體粒子間的相互作用。

      將愛因斯坦方程變換得到實(shí)驗(yàn)作圖方程：

      定義(ηr－1)/c為比濃黏度，實(shí)驗(yàn)獲得的比濃黏度對濃度作圖可以獲得一條直線，直線外推導(dǎo)c＝0獲得液體的特性黏度[η]，直線斜率為KH[η]，通過直線斜率以及節(jié)距[η]可以獲得Huggins系數(shù)。

      根據(jù)Flory理論，特性黏度與體系中流體力學(xué)體積有關(guān)，對于分散體，假定粒子為球體，那么分散體粒子的平均流體力學(xué)半徑為：

      其中RH為分散體粒子流體力學(xué)半徑，[η]為特性黏度，Mw為分散體粒子的質(zhì)均相對分子質(zhì)量(一個(gè)粒子看成一個(gè)分子)。Na為Avagadro常數(shù)。

      采用毛細(xì)管黏度計(jì)測定極稀狀態(tài)下水性聚氨酯分散體的比濃黏度與濃度關(guān)系得到圖1結(jié)果。從圖1可以看出，極稀狀態(tài)聚氨酯分散體的流變學(xué)非常類同聚合物電解質(zhì)溶液流變學(xué)，其比濃黏度與濃度的關(guān)系在低電解質(zhì)條件下或去離子水體系中在極稀狀態(tài)(<0.05g/mL)偏離愛因斯坦方程，隨著分散體濃度下降，比濃黏度出現(xiàn)上升趨勢，而在電解質(zhì)濃度高于10－3 M后，分散體比濃黏度基本符合愛因斯坦方程。這種現(xiàn)象就是一種標(biāo)準(zhǔn)的高分子電解質(zhì)溶液所表現(xiàn)出的特征。有些研究者研究發(fā)現(xiàn)帶電荷粒子膠體溶液也表現(xiàn)出這種特征。這種在極低濃度下比濃黏度隨著濃度下降而上升的現(xiàn)象研究者公認(rèn)是因?yàn)橄♂屖沟秒p電層擴(kuò)展，粒子等效流變學(xué)粒徑增加造成的。

      將圖1數(shù)據(jù)作進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理，獲得表1結(jié)果。

      從表1可以獲得以下結(jié)論。

      (1) 聚氨酯分散體粒子間存在較強(qiáng)的相互作用，通常對于分散體體系Huggins系數(shù)大于1，且隨著分散體粒子間相互作用增加，Huggins系數(shù)增加，從表2看出Huggins系數(shù)都大于1，最大達(dá)到7.19，說明分散體粒子間相互作用較強(qiáng)。

      (2) 水性聚氨酯分散體粒子大小在不同電解質(zhì)濃度下可以改變，這種結(jié)果又從一個(gè)側(cè)面說明水性聚氨酯分散體是一個(gè)水溶脹結(jié)構(gòu)，電解質(zhì)濃度改變影響粒子內(nèi)水的溶脹率，改變聚氨酯分散體粒子大小。

      同時(shí)采用光散射測定不同電解質(zhì)條件下的水性聚氨酯分散體平均粒徑，光散射測定結(jié)果雖然與黏度測定有系統(tǒng)誤差，但粒經(jīng)變化趨勢是相同的。

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