粘度測量中的爬桿效應（包軸效應）？如何處理

爬桿效應是高聚物具有粘彈性的表現之一。對于粘性流體，由于離心力的作用，液面將呈凹

形（左圖）；與粘性流體不同，盛在容器里的高分子液體（粘彈性流體），當這種樣品中放

入轉子旋轉時，沒有因為慣性作用而甩向容器壁附近，反而環繞在棒附近，出現沿棒向上爬

的“爬桿”現象（右圖），這種現象稱為韋森堡效應，法向應力效應，又稱“包軸”效應。

出現這一現象的原因是這種高分子物料具有彈性，由于高分子流體在流動中形成各向異性結

構而產生的：在旋轉時具有彈性的大分子鏈會沿著圓周方向取向并出現拉伸變形，從而產生

朝向軸心的壓力，離軸越近的地方剪切速率就越大，故法向應力越大，相應的，高分子鏈的

彈性恢復力就越大，于是使得液體沿軸向上擠，就出現了爬桿現象。

 什么是粘彈性流體？有粘性液體和彈性固體的特性。

粘性液體：受力，流動，產生永jiu性形變

彈性固體：受力，變形，去除外力，形變恢復

粘彈性流體：受力時產生形變，去除外力，形變部分回復，受力時間越長，形變恢復部分越

少。

爬桿效應的不利后果及其克服辦法：

1、 爬竿效應對于高分子溶液而言是正常的，只要分子量達到一定數必然要爬竿，這也是高

分子溶液彈性的體現。用普通粘度計來測量時由于爬桿現象，得到的數據經常是大于真實的

粘度值，同時這類物料實際又是假塑性剪切變稀的，因此對這類物料的特性經常使測試者感

到困惑。

2、 要想克服爬桿效應的方法：

針對這類物料，不能采用同軸圓柱體轉子，zui簡單的方法是采用 RST-CPS 錐板流變儀，根據

物料的粘度范圍選用 CP25-1 或 CP50-1 轉子，可以先做一下剪切率掃描，得到基本的流變曲

線，然后根據情況確定zui后的測量條件，一般建議采用低剪切率進行測量。如下圖所示，一

個聚合物在不同聚合條件下的流變曲線。從曲線可以發現，該物料是假塑性流體，經過實驗

也發現具有觸變性，zui后確定在較低剪切率（該樣品采用 8 S-1）的條件下進行測量，可以

獲得穩定可靠的粘度值，給生產工藝的確定提供了可靠的實驗數據。

對于粘彈性體或凝膠類樣品（高分子聚合度高，濃度高）來說，采用錐板流變儀不斷線性增

加和降低樣品受到的應力和剪切率方法，可以從一定程度上限制內部結構的彈性回復對數據

造成不一致的麻煩，因此使用 RST 流變儀是更適合該樣品的測試，具體測量的條件：可以采

用剪切率掃描進行流變曲線測試，或者選用一個比較低的剪切率（0-20 S-1）進行一段時間

的測量，再取平均值。

現截然不同的結果（用戶樣品出現濺膠現象，外來樣品卻能正常生產）。

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