Page 110 - 《精细化工》2021年第3期
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·530· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
行流变学测试。图 7a 为分散浆剪切速率-剪切应力
–1
的关系曲线。由图 7a 可以看出，在 1~100 s 的剪
切速率内纳米 ZnO 油性分散浆的剪切应力与剪切速
率呈非线性相关，说明分散浆属于非牛顿流体。
油性分散浆的流动曲线符合 Ostwald-de Wale
幂律方程：
n
K （2）
n
式中：τ 为剪切应力，Pa；K 为稠度系数，Pa·s ；γ
–1
为剪切速率，s ；n 为流动指数，无量纲。若 n=1，
则为牛顿流体；n<1，为假塑性流体；n>1，为膨胀 图 8 油性 ZnO 分散浆的触变性
流体。通过函数拟合，求得纳米 ZnO 分散浆的流动 Fig. 8 Thixotropy of oily ZnO dispersion slurry
指数（n 值）为 0.24，分散浆为假塑性流体，同时
由图 8 可见，分散浆滞后环面积较小（15.712 Pa/s），
加大剪切速率发现分散浆具有剪切稀化行为（如图
即触变性小，恢复至初始状态速度快、时间短，这
7b 所示）。这是由于随着剪切速率的增大，粒子的
种可逆性在产品的运输过程展现出良好的工作性
稳定状态被打破，粒子间的相互作用力降低，原有
能。这种触变性小的分散浆可以稳定地长期储存，
的体系结构遭到破坏，间接表现为分散浆黏度降低。 不易絮凝沉降 [25] ，具备优异的紫外屏蔽性能。
2.4.3 温度对流变行为的影响
温度的改变影响着分散浆的流变行为。实际配
方生产过程中，涉及到加热升温过程，如果黏度随
温度变化过大，造成体系内部结构不稳定，影响配
方生产。图 9 为分散浆黏度随温度的变化曲线。在
–1
恒定剪切速率（50 s ）下，温度升高，分散浆的黏
度降低。由于温度升高，分散浆体系内粒子与小液
滴的无规则热运动加速，布朗运动增强，分子间相
互作用力和内摩擦力减小，体系流动性增强，剪切
应力随之降低，出现黏度下降的现象 [25] 。运用阿伦
尼乌斯方程研究黏度对温度的依赖性，线性拟合求
得活化能 E a （10.309 kJ/mol）较小，说明分散浆黏
度对温度的敏感程度较低，具有一定的耐温性，保
障了实际防晒配方生产工艺中升温过程的分散浆的
稳定性。
图 7 分散浆剪切速率-剪切应力（a）和剪切速率-黏度（b）
的关系曲线
Fig. 7 Relationship curves of shear rate-shear stress (a)
and shear rate-viscosity (b) of dispersed slurry
2.4.2 触变性
触变性是结构材料重要而复杂的依时特性，反
映了材料受力后结构随时间的变化过程，是非牛顿 图 9 黏度随温度的变化曲线
流体特有的流变行为 [24] 。图 8 为油基纳米 ZnO 分散 Fig. 9 Viscosity curve with temperature
浆的触变性测试曲线。在剪切速率完成上升-下降循 3 结论
环时，因体系结构重建需要时间且黏度无法恢复至
初始值，形成滞后环。 （1）采用湿法表面改性，当硬脂酸钠包覆量为
