对聚氨酯防水材料流变性能的分析

狄崇耀(徐州矿务集团有限公司九里实业矿山设备厂，江苏 徐州 221000)

对聚氨酯防水材料流变性能的分析

狄崇耀(徐州矿务集团有限公司九里实业矿山设备厂，江苏 徐州 221000)

聚氨酯防水材料如今在我国工程领域及水利领域中得到了广泛的应用，聚氨酯防水材料相比于其他类型的防水材料拥有众多的优势，因此深受民众的喜爱和欢迎。本文通过对聚氨酯防水材料的流变性能做出分析，通过实验对聚氨酯防水材料中的表观黏度、非牛顿指数等相关的流变参数进行了探讨，并将聚氨酯防水材料中剪切应力及剪切速率、温度变化等与表观黏度之间的关系进行了阐明，以此实验的结果，对聚氨酯防水材料的制备与施工提供相应的指导作用，希望能为聚氨酯防水材料的创新及研发，提供新的依据。

防水材料;聚氨酯;流变性能;防水性能

聚氨酯防水材料如今在工程中得到了广泛的应用，由于聚氨酯具备弹性强、抗磨、防水性能好的众多优势，因此深受建筑及水利等领域的欢迎。在以往较长的一段时间，我国先后研发出焦油聚氨脂防水材料、石油沥青聚氨脂材料、改性聚氨脂防水材料等种类众多的防水材料，不过，由于石油沥青聚氨脂材料对环境的污染过大，因此已经被明令淘汰。而其他聚氨脂防水材料，在建筑及水利领域中也有了一定的应用，其中以改性聚氨脂防水材料深受民众的喜爱和欢迎。本文通过对聚氨脂防水材料的流变性能进行实验分析，希望能够为防水涂料的创新和研发，提供相应的指导性建议。

1 实验部分

1.1 主要原料及设施

对聚氨酯防水材料的流变性能进行实验，其主要实验原料为聚氨酯防水材料，大小尺寸根据实际要求进行自主选择。实验设施需要采用RS150型的旋转流变仪、DZ60型电热恒温真空干燥箱、TN-100B托盘式扭力天平。

1.2 聚氨酯防水材料流变性能实验

在实验过程中，需要采用RS150型旋转流变仪，通过不同温度的变化，来对聚氨酯防水材料流变性能进行检测，检测温度可分为四档，即20℃为检测第一组，30℃为检测第二组，40℃为检测第三组，50℃为检测第四组。将平板直径设定为30毫米，并且检测时间间隔为1分钟，利用应力扫描的方式进行实验。

2 聚氨酯防水材料流变性能实验的结果与分析

2.1 聚氨酯防水材料流动曲线

经过实验结果表明，聚氨酯防水材料属非牛顿流体，剪切速率与剪切力成正比，即剪切速率越高，剪切力越高。如果是在应力一致的情况下，可以看出，剪切速率是与温度成正比的，即剪切速率越高，温度也就越高。其原因在于高分子流动时，其分子链段对无规运动进行了抵消，从而进行了相继跃迁，跃迁速率又是由跃迁能和周围自由体积所进行决定的。切应力的不断增大，促使了跃迁能力的不断加强，使得温度变高，从而周围自由体积也就越大，相继的链段活动能力也得到了显著加强，这就使得分子间互相的作用力受到了减少，从而促使了剪切速率变得更高。

2.2 聚氨酯防水材料剪切速率和表观黏度之间的关系

聚氨酯防水材料中可以根据实验得出，剪切速率是与表观黏度呈现反比的，即剪切速率越高，表观黏度就越小，这充分证明了聚氨脂材料具备假塑性流体的特性。其原因在于，高分子在流动的过程中，由于细长分子需要在同一时间内对流速不等的液层进行穿越，相同大分子各部分要以不同速度进行前进，而这个时间不会持续很久。所以，在流动过程中，每个长链分子都要力争进入到同流速流层中，这就使得不同流速的流层是依据大分子流动方向而决定的。所以，由于大分子取向的原因，造成了聚氨酯防水材料的表观黏度减小。

2.3 聚氨酯防水材料切应力和表观黏度之间的关系

从实验中可以看出，聚氨酯防水材料的剪切应力与剪切速率成正比，而剪切速率又与表观黏度成反比，这就可以证明剪切应力也是与表观黏度成反比的。即剪切应力越大，表观黏度就越小。并且，这种作用是随着温度的升高而影响越大的。

2.4 聚氨酯防水材料温度变化和表观黏度的关系

从实验可以看出，温度变化与表观黏度的关系是呈反比的，即温度越高，表观黏度就越小。其原因是温度在升高的过程中，造成了聚氨酯防水材料的胶体自由体积加大，从而造成链段运动能力得到显著增强，而链段运动能力的增强又使得分子间的作用力大幅度减少，致使聚合物流动性得到显著增强，流体的表观黏度自然也就越小。从实验结论中可以得出，聚氨酯防水材料需要具备良好的流变性能，才能满足施工要求。

3 结语

本文通过使用RS150平板流变仪对聚氨酯防水材料的流变性能做了实验，通过实验表明聚氨酯防水材料中剪切速率及切应力以及温度变化对表观黏度所产生的影响，明确它们之间的关系。通过实验结果表明，温度变化越大，表观黏度就越高，对聚氨酯表观黏度的影响就越大，流变性能就越小。剪切速率及剪切应力越大，表观黏度就越小，流变性能也就越弱。

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作者简历：狄崇耀(1982- ),男，汉 ，江苏徐州人，硕士，工程师，从事化工研究。