本研究利用AR2000ex流變儀在70℃和98℃條件下對高濃竹漿黑液(固含量為70.19%和79.87%)的動(dòng)態(tài)黏彈性進(jìn)行測試，探究?jì)δ苣Ａ?、損耗模量、損耗因子與動(dòng)態(tài)黏度的變化規律，為改進(jìn)堿回收單元設計、實(shí)現竹漿黑液的高濃燃燒提供理論依據。
1、動(dòng)態(tài)黏彈性測試
利用AR2000ex流變儀對竹漿黑液的動(dòng)態(tài)黏彈性進(jìn)行測試，夾具為直徑25mm的鋁制圓形平板，測量間距為700μm，角頻率變化范圍是0-100rad/s，振蕩應力為3.259Pa，分別在70℃和98℃溫度下，對濃度為70.19%和79.87%的竹漿黑液進(jìn)行測試。
2、儲能模量與損耗模量
在70℃和98℃下，70.19%和79.87%竹漿黑液的儲能模量與損耗模量隨角頻率的變化關(guān)系。
竹漿黑液的儲能模量與損耗模量均隨著(zhù)角頻率的增加而增加。說(shuō)明在應力的持續作用下，黑液中彈性成分存儲的能量不斷增加，同時(shí)，以熱的形式損耗的能量也在增加。另外，同一樣品的儲能模量始終大于損耗模量。表明在測試過(guò)程中，竹漿黑液發(fā)生的彈性形變大于黏性形變。
3、損耗因子與動(dòng)態(tài)黏度
損耗模量與儲能模量的相對值反應了2種響應對應力貢獻的比例，可用損耗因子來(lái)描述。當損耗因子=0時(shí)，沒(méi)有能量損耗，為理想彈性體；在牛頓流體中，全部能量損耗于克服阻力，損耗因子=∞；黏彈性材料的損耗因子是個(gè)有限值，損耗因子越大，黏彈性材料所表現的黏性特性相對越明顯，反之，彈性特征越明顯。2種濃度竹漿黑液的損耗因子隨角頻率的變化情況。
黑液多聚物中彈性成分始終要大于黏性成分，且溫度越高，損耗因子越小。說(shuō)明70℃和98℃下，鏈段運動(dòng)已經(jīng)啟動(dòng)，完成了玻璃化轉變，此時(shí)黑液高聚物處于高彈態(tài)甚至黏流態(tài)。
竹漿黑液的動(dòng)態(tài)黏度隨角頻率的變化情況。隨著(zhù)角頻率的增加，不同濃度竹漿黑液的動(dòng)態(tài)黏度迅速下降，呈現出明顯的剪切稀化特性，第一牛頓區特征并不明顯，0-10rad/s為假塑性區域，黏度變化符合冪律特征，10-100rad/s屬于第二牛頓區，黏度下降趨勢變緩，逐漸趨于常數。
黑液的零剪切黏度即剪切速率為零時(shí)的黏度值，可以用來(lái)表征黑液內部分子網(wǎng)絡(luò )結構的強度，作為黑液理化性質(zhì)的一項重要指標，對指導實(shí)際生產(chǎn)和改善堿回收單元設計具有重要意義，但零剪切黏度實(shí)驗上無(wú)法直接測得，需要外推或用很低剪切速率的黏度近似。
高濃竹漿黑液內部結構強度很強，黏度值很高，將會(huì )給黑液在管道中的泵送和噴嘴霧化帶來(lái)很大難題。但也可以看出，提高溫度可以有效地降低黑液的零剪切黏度，因此盡可能提高黑液在輸送過(guò)程中的溫度是一種有效解決其黏度過(guò)高的措施。
4、結論
高濃竹漿黑液呈現出較強的彈性固體性質(zhì)，提高溫度可以使黑液軟化，縮短鏈段松弛時(shí)間，降低內耗，減少流動(dòng)阻力。
作者：岳小鵬 杜鑫 徐永建
