Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Неньютоновское течение полимеро

    Для объяснения природы неньютоновского течения системы, состоящей из, кинетических единиц одного типа, Эйринг [50] использовал следующее выражение, без достаточных оснований применяемое к полимерам  [c.169]

    Ньютоновское и неньютоновское течение разбавленных растворов полимеров [c.411]

    Неньютоновское течение концентрированных растворов полимеров [c.423]

    В последующих главах мы увидим, как велико влияние особенностей плавления материала, характеристик неньютоновского течения расплава и условий отверждения на переработку полимеров и свойства получаемых изделий. [c.49]


    Неньютоновское течение растворов полимеров, обусловленное способностью молекулы полимера принимать различные формы в растворе, связано с большой величиной молекулярного веса полимеров, Штаудингер 2 показал, что отклонения от закона Гагена—Пуазейля увеличиваются по мере увеличения длины цепи полимера (рис. 201). [c.291]

    Основные механизмы неньютоновского течения разделяются на две группы — одни относятся к активационным, другие к ориентационным механизмам структурной вязкости. Физическая основа активационных механизмов лежит в иредставлениях Френкеля Г1] и Эйринга [2, 3] о строении жидкостей и тепловом движении в жидкостях. Эти иредставления могут быть перенесены и на более сложные системы, такие как полимеры, расплавы стекол, дисперсные системы с учетом их строения. Если исходить из активационного механизма, то вязкость выражается известным уравнением Френкеля — Андраде  [c.174]

    При синтезе полимеров методом П. в м. в промышленных условиях обычно вязкость р-ров и расплавов зависит от скорости сдвига (неньютоновское течение при больших скоростях и напряжениях сдвига). В этом случае эффективная (неньютоновская) вязкость сложным образом зависит от ММР и концентрации и не м. б. рассчитана теоретически. [c.445]

    Все изложенное выше свидетельствует о том, что неньютоновское течение является одним из проявлений релаксационной природы полимерных систем, и оно тем заметнее, чем больше полимолекулярность полимера. Поэтому, если сравнить даа полимера с одинаковой среднемассовой молекулярной массой М гс, НО С рЭЗ-кым ММР, то можно увидеть, что аномалия вязкости более резко выражена для систем, отличающихся более значительной полидисперсностью. [c.227]

    Кривые течения низкоконцентрированных студней желатины имеют вид, аналогичный виду кривых течения концентрированных растворов жесткоцепных полимеров (см. рис. 13.16,6), т. е. обладают тремя участками, отвечающими ньютоновскому и неньютоновскому течению. При этом вязкость очень сильно возрастает при ухудшении качества растворителя. [c.397]

    Этот вид неньютоновского течения имеет важное практическое следствие. Понижение вязкости с увеличением скорости сдвига означает, что напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать течение с высокой скоростью, на самом деле не так велико, как это можно было ожидать из измерений вязкости при малых скоростях сдвига. Это очень существенно, например, для таких операций, как экструзия, когда полимер продавливается через трубку, размалывание и смешение, где используют большие скорости сдвига, а также при вальцевании и каландровании. Снижение вязкости при возрастании скорости сдвига — важное свойство красок (ко- [c.222]


    На основании измерения наибольшей ньютоновской вязкости расплава можно оценить только М . Однако приведенные в монографии [208, с. 179] данные свидетельствуют, что при молекулярных массах выше критической неньютоновское течение расплава полимера имеет место при тем меньших скоростях сдвига, чем больше молекулярная масса и чем шире ММР. Это говорит о связи ММР с формой и расположением кривой течения расплава. В настоящее время установлено, что получить инвариантную зависимость t] = [(g, М) для всех типов ММР и любой полидисперсности невозможно. Тем не менее, исследование зависимости градиентной вязкости расплава линейных полидисперсных полимеров от Мп и вида ММР позволило получить аналитические соотношения, на основе которых возможен количественный анализ ММР нерастворимых полимеров. [c.197]

    Следующий вопрос относится к соотношению условий проявления полимерами узкого распределения аномалии вязкости и переходу в высокоэластическое состояние. Переход полимеров в это состояние на режимах неньютоновского течения следует ожидать для образцов полимеров с молекулярными весами порядка пяти их критических значений, когда еще не достигнута высокая однородность сегментной плотности. Мо кет ли снижение эффективной плотности зацеплений под влиянием деформирования отодвигать переход полимера в высокоэластическое состояние в сторону более высоких скоростей деформации Действительное положение в этой практически очень важной области молекулярных весов остается неясным. [c.159]

    У растворов высокомолекулярных полимеров невысокой концентрации могут быть получены кривые течения З-образной формы, у которых имеются две ветви ньютоновского течения. Однако нри снижении концентрации полимера переход от неньютоновского течения к срыву становится все более плавным и, так же как у полимеров в блоке, при высоких расходах наблюдается режим движения полимерной системы в канале,, внешне сходный с верхней ньютоновской ветвью кривых течения. Но это сходство обманчиво, так как на режимах срыва отсутствует ламинарное течение [22]. Следовательно, по виду зависимости расхода от перепада давления в канале нельзя иметь суждения о природе режима деформирования полимерной системы. По-видимому, только исследование структуры потока растворов полимеров может определить критерии различия этих двух случаев. [c.174]

    Рис. Vn.5 иллюстрирует изменение вязкости и при установившемся течении (стационарные значения рис. УП.4) в зависимости от скорости сдвига. Для растворов ПБА в интервале y = 0,1—10 с наблюдается ньютоновское поведение и уже внутри этого интервала т) не увеличивается с повышением концентрации полимера. Для растворов Х-500 в ньютоновском диапазоне скоростей сдвига ti регулярно возрастает с повышением С. Однако в области неньютоновского течения кривые пересекаются, в результате чего эффективная вязкость немонотонно возрастает с повышением С. [c.160]

    С увеличением концентрации полимера поведение раствора при средних скоростях сдвига все сильнее отличается от ньютоновского, а диапазон скоростей сдвига, соответствующих области неньютоновского течения, расширяется. Скорость сдвига, при которой уже в области высоких касательных напряжений течение раствора снова приближается к ньютоновскому, почти [c.38]

    В области неньютоновского течения, соответствующей несколько более высоким градиентам скорости, входовой эффект может быстро увеличиваться с ростом градиента скорости, так как одновременно резко увеличивается и степень ориентации молекул. Все эти эффекты очень наглядно продемонстрированы на рис. 1,13. При очень высоких градиентах скорости величина входового эффекта должна стремиться к некоторому постоянному значению, соответствующему достижению предельной степени деформации и ориентации молекул полимера. К такому же выводу можно прийти, анализируя график, представленный на рис. 1,13. Однако входовой эффект перестает зависеть от градиента скорости значительно раньше, чем достигается полная ориентация молекул полимера. Причина наблюдающейся стабилизации входового эффекта при градиенте скорости порядка 103 сек.- в настоящее время еще не установлена. [c.66]

    Аномалия вязкости, как указывалось выше, лишь одно из проявлений неньютоновского течения полимеров. Для полного описания процесса течения необходим анализ других отклонений от уравнения Ньютона, в первую очередь проявления высокоэластических эффектов, а также учет некоторых других явлений, зачастую сопровождающих течение (механо-химических процессов, нарушений ламинарности потока и др.). [c.52]

    У линейных полимеров узкого молекулярно-массового распределения проявляются следующие особенности а) при изменении молекулярной массы от до ЗМк начинает существенно проявляться неньютоновское течение полимеров, т. е. их вязкость при повышении напряжения Р уменьшается б) у полимеров с более высокими значениями М наблюдается ньютоновское течение, разрыв или отрыв от поверхностей ограничения (стенок) и явление сверханомалии вязкости [18 6.1]. [c.156]


    Реология представляет собой науку о деформации и течении материалов. В случае полимеров реология позволяет получить результаты, дополняюшие теорию упругости п гидродинамику, что важно для физического и математического описания процессов переработки полимеров в изделия. Процессы течения полимеров подчиняются некоторым закономерностям, наблюдаемым в аномально вязких низкомолекулярных системах. Однако неньютоновское течение полимеров не описывается предложенным Эйрингом энергетическим механизмом. Механизм вязкого течения полимеров, предложенный Бартеневым, является энтропийным, как и механизм высокоэластической деформации полимеров. Для полимеров с высокой молекулярной массой оказывается справедливым правило логарифмической аддитивности вязкости. [c.172]

    Отметим, что Эл/5т = [(и - 1)/и](лА). Таким образом, по отношению (АЕр)ЛАЕр)у = п можно вычислить индекс течения п. Для большинства растворов и расплавов полимеров переход от ньютоновского к неньютоновскому течению характеризуется отношением [c.189]

    Анализ широкого набора экспериментальных данных позволил установить (см. 2), что у высокомолекулярных гибкоцепных полимеров наибольшая ньютоновская вязкость пропорциональна (Под высокомолекулярными полимерами понимают такие, у которых молекулярная масса в достаточной мере превышает /Икр, при котором завершается застройка флуктуационной сетки). Однако для возникновения в системе высокоэластических деформаций, т. е. для того чтобы система, находящаяся в вязкотекучем состоянии, проявила некоторое каучукоподобие, молекулярная масса должна превосходить М р в несколько раз [45]. При меньших М проявляются лишь признаки неньютоновского течения. Все это относится лишь к полимерам с узким молекулярно-массовым распределением. При широких молекулярно-массовых распределениях упомянутые закономерности сохраняются, но относить их нужно к средневязкостной молекулярной массе с усреднением по абсолютной вязкости [35, с. 24]. [c.176]

    Для Н. ж. типа пластичных дисперсных систем эффективная вязкость изменяется от величин порядка 10 — 10 Па с, отвечающих твердообразному состоянию материала и практич. отсутствию течения, до 1—10 Па-с, что соответствует области течения с предельно разрушенной структурой. Для концентриров. р-ров и расплавов полимеров, когда доминирующим является релаксац. механизм неньютоновского течения, вязкость может уменьшаться в 10 раз, причем пределы изменения определяются концентрацией и мол. массой полимера. Ориентац. эффекты обычно приводят к изменению вязкости не более чем в десятки раз. С течением Н. ж. связаны мн. технол. процессы, напр, транспортировка дисперсий (пульпы, строит, и буровых р-Ьов, нефтепродуктов, лакокрасочных материалов), переработка полимеров. [c.372]

    Практическое применение реологич. исследований связано, во-первых, с возможностью сопоставлять разл. материалы по форме РУС и значениям входящих в них констант во-вторых, с использованием РУС для решения техн. задач механики сплошных сред. Первое направление используется для стандартизации техн. материалов, контроля и регулирования технол. процессов практически во всех областях совр. техники. В рамках второго направления рассматривают прикладные гидродинамич. задачи-транспорт неньютоновских жидкостей по трубопроводам, течение полимеров, пищ. продуктов, строит, материалов в перерабатывающем оборудовании, движение буровых р-ров в пластах и т.д. Для концентрир. дисперсных систем к этим задачам примыкает установление оптим. технол. режимов перемешивания, формования изделий и т. п. Для твердых тел производят расчет напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов и изделий в целом для определения их прочности, разрывного удлинения и долговечности. [c.248]

    Кривая течения полимера, как известно, описывает совокупность установившихся режимов течения полимера с разными скоростями и напряжениями [3]. Из экспериментальных результатов следует, что расплав 1,2-СПБ относится к аномально вязким (неньютоновским) жидкостям, т. к. его эффективная вязкость (Лэф) не является величиной постоянной, а зависит от скорости и напряжения сдвига, причем скорость сдвига увеличивается быстрее, чем напряжение сдвига (рис. 1). Угол наклона кривых течения к оси абсцисс, xapaктepизyюш й интенсивность развития аномалии вязкости [3], с увеличением температуры практически не изменяется (рис. 1). [c.32]

    Экспериментально показано, что растворы полимеров ие подчиняются закону Гагена — Пуазейля [2]. Это проявляется в том, что вяз-fw Tb растворов полимеров, определенная в капиллярном вискозиметре, зависит от скорости истечения раствор-а. Такое течение раствора в капилляре вискозиметра называется неньютоновским течением, а вязкость — неньютоновской. [c.289]

    Переход из текучего в высокоэластическое состояние и обратно определяется соотношением скорости деформации н времени релаксации, которым может быть охарактеризованы вязкоупругие свойства полимера. Это соотношение выражается безразмерным нроиз-ведением ( 0), где 0 — некоторое характерное время релаксации. Рассматриваемый переход полимеров из одного физического состояния в другое должен совершаться при определенном значенииузО = == onst. Для линейных полимеров, однородных по молекулярным массам, все времена релаксации находятся в однозначной связи между собой. Кроме того, величина 9 прямо связана с начальной вязкостью полимера (подробнее см. гл. 3). Поэтому критическая скорость деформации Ys обратно пропорциональна начальной вязкости полимера и соответственно зависит от температуры. Но Ys = = (0/г]о)т5, где (0/т]о) (при Л/> ЛГ ) не должно зависеть от молекулярной массы и температуры, т. е. критическое напряжение сдвига Tj является постоянной величиной. Необходимо подчеркнуть, ЧТО условие т . = onst относится не только к случаю резкого перехода монодисперсных полимеров в высокоэластическое состояние и для полидисперсных полимеров, проявляющих аномалию вязкости, существует связь между 0 и t)q. Но если переход в высокоэластическое состояние совершается в области неньютоновского течения, то приближение к критическим условиям деформирования происходит постепенно. [c.192]

    Простота расчета для высокомолекулярных полимеров Гкогда (М/Мс) >10], находящихся вдали от Т , обусловлена тем, что у них определяющее значение имеет плотность флуктуацнонной сетки, а фактор свободного объема не играет заметной роли. Он становится существенным, когда с уменьшением молекулярной массы ниже ЪМс все возрастающее влияние начинают оказывать свободные концы макромолекул, что приводит к снижению пространственной однородности флуктуацнонной сетки зацеплений. Специфическое влияние может оказывать также большое различие молекулярных масс и соответственно вязкостей компонентов смеси, как это поясняется схемой, представленной на рис. 2.31, б. В этом случае, когда концентрация высокомолекулярного компонента велика, наблюдается двухступенчатая зависимость объемного расхода от перепада давления. При достижении критической скорости сдвига высокомолекулярного компонента он переходит в высокоэластическое состояние. Специфика явления в данном случае определяется тем, что этот переход оказывается облегченным вследствие значительной неоднородности флуктуацнонной сетка зацеплений. В результате диссипативные потери снижаются скачком, и наблюдается эффект срыва. Однако этот срыв происходит при напряжении т <3 Поэтому он отличается малой амплитудой, и при дальнейшем повышении нанряжения сдвига развивается режим неньютоновского течения, пока не будет достигнуто значение т , типичное для данного полимергомологического ряда. [c.198]

    Истинные растворы гибкоцепных полимеров могут существовать во всей области концентраций. Пример кривых течения таких растворов иллюстрируется данными рис. 2.44 для растворов высокомолекулярного полибутадиена с узким ММР в метилнафталине и дигептилфталате. Выше указывалось, что у высокомолекулярных линейных полимеров с узкими ММР неньютоновское течение вплоть до срыва выражено слабо, а вертикальная ветвь срыва и верхняя наклонная ветвь не имеют ничего общего с ламинарным течением, а следовательно, не могут рассматриваться как проявления аномалии вязкости. По мере разбавления полимера растворителем критические параметры, отвечающие условиям срыва, изменяются так, как это показано пунктирными линиями. При этом протяженность вертикальных ветвей зависимости объемного расхода от перепада давления в капилляре уменьшается, и графики зависимости объем- [c.222]

    К Н. ж. относятся полимерные и многокомпонентные структурирующиеся системы, при деформировании к-рых происходит изменение межмол. взаимодействия и (или) релаксац. св-в. Возможны след, механизмы неньютоновского течения структурный, наиб, характерный для дисперсных систем и связанный с изменением характера струк-турообразования в многокомпонентной системе (с разрушением или образованием агрегатов частиц в дисперсии и связей между ними — от мех. зацеплений до водородных связей) 0риента1Ш0нный, характерный для разбавл. р-ров макромолекул или дисперсий не взаимодействующих между собой несферич. частиц в коллоидных системах и заключающийся в том, что в потоке возникают направления преимуществ. ориентации ре-таксационный, характерный для любых р-ров и расплавов гибкоцепных полимеров и связанный с изменением конформац. набора и с невозможностью завершения релаксационных процессов на уровне сегментального движения цепей при высокой скорости деформация. [c.371]

    Данное уравнение применимо для случая установившегося течения. С повышением температуры разность между значениями ньютоновской вязкости при низких и высоких скоростях сдвига будет уменьшаться, а область неньютоновского течения будет сдвигаться в сторону более высоких скоростей сдвига. С увеличением температуры показатель степени неньютоновского поведения полимера несколько увеличивается и приближается к области ньютоновского течения. При этом уменьшаются силы межмолекулярного взаимодействия, а следова- [c.76]

    Наконец, существуют так называбмые обобщенные модели, в которых осуществляются мгновенный упругий отклик, вязкое течение, а также содержится большое число элементов Фойхта, каждый из которых обладает своими собственными модулем упругости и временем запаздывания. Такие модели правильно передают главные характеристики вязкоупругого поведения полимеров и позволяют подучить спектр времен релаксации и запаздывания, однако они имеют ограниченную ценность они применимы только при малых деформациях. Характер течения полимера, как правило, неньютоновский, и упругость полимера не описывается законом Гука. Однако в качественном отношении описанные модели оказываются полезными. [c.173]

    У мономолекулярных полимеров с М, не очень сильно превышающей -Мкрит, структура легче изменяется под действием сдвига. Поэтому для низкомолекулярных полимеров даже с узким ММР неньютоновское течение может наблюдаться при сравнительно низких напряжениях сдвига. [c.227]

    Отклонения от ньютоновского характера течения, наблюдаемые для растворов полимеров даже при довольно высоких разбавлениях, определяются частично нолидисперсностью образца [11]. Уменьшение вязкости при увеличении градиента сдвига будет менее резким в случае более широкого распределения по молекулярным весам. Следовательно, с помощью соответствующих измерений можно оценить степень полидисперсности [12]. Имеются некоторые указания на то, что постоянные в уравнении, связывающем вязкость с концентрацией, в области неньютоновского течения [13] зависят от степени полидисперсности образца . Экспериментальных данных, подтверждающих это положение, пока не получено. Райхман [14] использовал графические зависимости т]в/ Цв=о от а, где т]у и Т1п=(, — вязкости при градиентах скорости В иВ = О соответственно, а а — отношение градиента скорости к коэффициенту вращательной диффузии. Он показал, что в монодисперсной системе при низких величинах а отношение г]о/ Цо=о уменьшается быстрее, чем в полидисперсной системе. Сабия [15] применил характеристики кривой течения расплавов или концентрированных растворов для оценки коэффициента дисперсности  [c.273]

    Линейные полимеры и их растворы, коллоидные и вообще тиксотропные системы [31—37] в области небольших скоростей деформации и напряжений подчиняются ньютоновскому закону течения с вязкостью т)=соп51. С увеличением напряжения вязкость перестает быть постоянной величиной, а зависит от напряжения (переход к неньютоновскому течению). (Различные механизмы и теория неньютоновского течения рассмотрены в работах [30, 38]. [c.205]

    I Уравнение (7.12) позволяет трактовать механизм Эйринга как явление снижения энергии активации в поле механических сил, что приводит при больших напряжениях к зависимостям вязкости и времени релаксации от напряжения сдвига по формулам (7.15) и (7.16). Однако механизм Эйринга не дает количественного описания неньютоновского течения ни для линейных полимеров [40], ни для дисперсных тиксотропных систем ]28, 38]. Объясняется это тем, что механизм Эйринга не учитывает разрушения структуры в поле механических сил (явления тик-сотропии). Для объяснения механизма неньютоновского вязкого течения эластомеров следует привлечь представления о процессах тиксотропного разрушения структуры, в данном случае надмолекулярной структуры. [c.209]

Смотреть страницы где упоминается термин Неньютоновское течение полимеро: [c.122]    [c.371]    [c.27]    [c.228]    [c.76]    [c.77]    [c.72]    [c.284]    [c.391]    [c.8]   
Механические испытания каучука и резины (1964) -- [ c.32 , c.57 ]



ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте