Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Ориентация молекул в потоке

    Постоянная а, отражающая форму и плотность клубка макромолекулы, зависит от природы растворителя и гидродинамического взаимодействия в объеме клубка. Значения ее лежат в основном в пределах от 0,5 до 1,0. В хорошем растворителе макромолекула развертывается и занимает большой объем, увеличивая вязкость, а в плохом растворителе она свертывается в плотный клубок, и вязкость при той же концентрации оказывается значительно меньше. Напрпмер, для гибких макромолекул каучука в толуоле а A 0,64, для более жестких молекул целлюлозы и ее производных аж 0,81, а для растворов нитроцеллюлозы в ацетоне а 1,0. Как уже отмечалось, для растворов полимеров часто наблюдается снижение вязкости с увеличением напряжения, что объясняется разворачиванием клубков макромолекул и их взаимной ориентацией в потоке. Чем больше напряжение, тем больше развертывание макромолекул, их ориентирование и тем меньше вязкость. [c.372]


    А. А. Трапезниковым с сотр. с помощью новых методов измерения и приборов проведены многочисленные исследования реологических свойств концентрированных растворов полимеров преимущественно в неполярных растворителях. При этом определяли не только напряжение сдвига, но и обратимую деформацию и исследования проводили не только в стационарном потоке, но и в предстационарной стадии деформации. Эти исследования показали, что для многих систем можно наблюдать свойства, присущие как типичным пластическим системам, так и жидкостям, не подчиняющимся закону Ньютона и вязкость которых при истечении определяется ориентацией молекул. Для объяснения сложного комплекса свойств подобных систем необходимо отказаться от привычного представления о том, что ниже предела текучести невозможно течение. Совершенно очевидно, что если в принципе необратимая релаксация возможна при любых малых напряжениях сдвига, то и течение возможно при таких же малых напряжениях. Вопрос заключается только в продолжительности измерения и чувствительности регистрирующих приборов. В связи с этим было предложено новое понятие о пределе текучести как отражающем не появление течения, а изменение скорости течения, связанное со структурными изменениями в системе. [c.463]

    Необходимо, однако, учесть, что вычисленная нами разность фаз р зависит от ориентации молекулы по отношению к потоку электронов. Расположение молекул в газе может быть каким угодно, поэтому для нахождения реальной интенсивности потока электронов нужно вычислить среднее значение os р для всевозможных положений молекул. [c.294]

    Несомненно, что в основе изменения граничной вязкости в сторону понижения или повышения лежит характер ориентации молекул жидкости — горизонтальной или вертикальной. Как известно из наблюдений течения полимеров и поведения жидких кристаллов, ориентация параллельно потоку понижает вязкость, а нормально потоку — повышает ее [85, 86]. [c.218]

    Причины аномального поведения неньютоновских жидкостей заключаются в том, что при течении происходит деформация и ориентация вдоль потока анизодиаметрических макромолекул этих жидкостей и взвешенных частиц, или разрушение пространственной структуры жидкости с последующей ориентацией ее структурных элементов в потоке. Деформация и ориентация молекул, равно как [c.127]

    Исследования оптической анизотропии (двойное лучепреломление) тех же самых систем показало, что ориентация молекул полимера перпендикулярно поверхности пленки и параллельно направлению оси основного диффузионного потока увеличивается в процессе сорбции —диффузии. [c.226]


    Отклонения от закона Ньютона наблюдаются, как известно, и в низкомолекулярных жидкостях с удлиненной формой молекул и объясняются ориентацией молекул в направлении потока (глава VI). С этим явлением связана и зависимость коэффициента вязкости от напряжения сдвига в растворах полимеров. [c.423]

    Показатель двойного лучепреломления Ап и угол угасания а зависят от градиента скорости ц и интенсивности теп.до-вого движения. Чем больше градиент скорости, тем больше ориентация молекул в потоке, тем больше значение Ап. Тепловое движение, которое количественно оценивается коэффициентом диффузии О, нарушает ориентацию, т. е. вызывает понижение Ап и а. Следовательно, показатель двойного лучепреломления и угол угасания являются функциями отношения ц 0. [c.465]

    Таким образом, по виду кривой зависимости An = f g D) можно судить о том, вызвано ли двойное лучепреломление только ориентацией молекул в потоке или их деформацией. [c.466]

    При вращении макромолекул в потоке и их передвижении происходит трение сегментов макромолекул о молекулы растворителя, что макроскопически проявляется в увеличении вязкости раствора по сравнению с вязкостью чистого растворителя. Увеличение вязкости, вызванное вращением отдельных макромолекул, оценивается характеристической вязкостью [т)]. Снижение вязкости с увеличением напряжения или градиента скорости объясняется разворачиванием молекулярных клубков и их взаимной ориентацией в потоке, которая нарушается тепловым движением. Поэтому степень ориентации зависит от соотношения интенсивности теплового движения и величины приложенного напряжения или градиента скорости. Чем больше градиент скорости, тем меньше роль теплового движения, тем больше ориентация и тем меньше вязкость. Когда макромолекулы полностью ориентированы, вязкость раствора перестает меняться с напряжением сдвига, т. е. наблюдается течение с наименьшей ньютоновской вязкостью. [c.373]

    Неньютоновские свойства расплавов полимеров объясняются обычно явлением ориентации молекул в процессе течения. В спокойном состоянии длинные молекулы полимера свернуты и переплетены друг с другом. Однако в процессе течения молекулы раскручиваются и располагаются линейно в направлении потока. Такие молекулы скользят друг по другу, что уменьшает эффективную вязкость полимера. [c.354]

    Несимметричность формы (большая длина по сравнению с поперечными размерами) молекул при наличии градиента скорости в потоке вызывает их ориентацию Поэтому конец молекулы, расположенный ближе к оси трубы, движется несколько быстрее по сравнению с другим ее концом, находящимся ближе к стенке. В результате происходит ориентация молекул в направлении течения. Эта ориентация тем болыпе, чем выше скорость, а следовательно, и градиент скорости (или скорость сдвига) в потоке. Высокая степень ориентации достигается в том случае, если ее скорость становится достаточной для подавления дезориентирующего влияния теплового (броуновского) движения. [c.34]

    Поэтому при очень низких скоростях сдвига, когда превалирует действие дезориентирующих сил, ориентации молекул в потоке не наблюдается и материал ведет себя как ньютоновская жидкость. Наоборот, при чрезвычайно высоких градиентах скорости влиянием броуновского движения можно пренебречь, так как скорость ориентации, возникающая благодаря сдвигу, очень высока. Поэтому дальнейшее увеличение скорости сдвига заметно не влияет на ориентацию, и поведение материала опять приближается к ньютоновскому (особенно его вязкостные свойства). Хотя приведенные рассуждения и объясняют причину ориентации асимметричных частиц в потоке, они не отвечают на вопрос, отличается ли вязкость материала с ориентированными частицами при высоких скоростях сдвига от его вязкости при очень низких скоростях сдвига. Не ясно также, является ли ориентация молекул единственной и достаточной причиной неньютоновского поведения при средних скоростях сдвига, как это следует из рассмотрения кривых течения псевдопластичных материалов (см. рис. 1,7 и 1,8). Чтобы ответить на этот вопрос, надо остановиться на природе вязкости жидкости, т. е. рассмотреть механизм передачи момента количества движения от молекул в быстро движу- [c.34]

    При исследовании была установлена постоянная температура стенок цилиндра 175° С (торпеда не обогревалась) и выбраны два цикла литья — 45 и 75 сек. Усадка образцов, определенная при 130° С, уменьшилась на 6% при увеличении цикла, а температура нулевой усадки В возросла на 2° С. Это означает, что удлинение цикла литьевой машины способствует процессам ориентации молекул полимера в потоке расплава и уменьшает вынужденное растяжение отдельных молекул. [c.243]


    Производительность процесса, степень раздува и вытяжки пленки по-разному влияют на ее прочность. При формировании пленки в материале возникают напряжения, вызывающие ориентацию молекул 1) переменную по толщине пленки ориентацию в продольном направлении (напряжения сдвига в потоке вязкоэластичной жидкости) 2) ориентацию в поперечном направлении при раздувании рукава (поперечные или круговые напряжения) 3) значительную вытяжку и ориентацию пленки в продольном направлении (под влиянием усилий тянущих роликов). [c.82]

    Во всякой реальной жидкости преимущественная ориентация, создаваемая потоком, ослабляется тепловым ротационным движением частиц. Количественной мерой теплового ротационного движения частиц может служить коэффициент вращательной диффузии Ог, понятие о котором вводится способом, совершенно аналогичным применяемому при рассмотрении поступательной диффузии. Если в жидкости оси частиц (молекул) распределены по углам неравномерно (что характеризует градиент функции распределения то как следствие этого [c.501]

    Для измерения вязкости являющихся жидкостями нематиков пригодны все методы, применяемые при работе с обычными жидкостями и перечисленные, например, в [28]. Вследствие простоты наибольщее распространение получили методы, связанные с измерением времени протекания НЖК по капилляру при заданной скорости сдвига. Оказалось, что из-за анизотропии измеряемая величина вязкости чувствительна к большому количеству параметров, не всегда принимаемых во внимание в обычной вискозиметрии. Это — скорость сдвига, ориентация молекул на стенках капилляра, внешнее магнитное или электрическое поле, изменение которых приводит к изменению эффективной вязкости вследствие изменения ориентации молекул в потоке. Поток может стать неоднородным даже при очень малых скоростях сдвига при определенном соотношении коэффициентов Лесли. В то же время анизотропия свойств НЖК приводит к возможности использования иных методов регистрации вязкости, например, различных оптических и емкостных. Вязкость является комплексной частью модуля сдвига, поэтому для ее измерения могут применяться ультразвуковые методы. Наличие анизотропии распространения и поглощения ультразвука приводит к отличию значений вязкости, измеряемых ультразвуковым и капиллярным методами. К ультразвуковому методу примыкает определение коэффициентов вязкости НЖК при измерении спектра неупругого рассеяния света на приповерхностных волнах. [c.18]

    Различие в наклонах прямых на рис. 4-9 обусловлено влиянием силового поля поверхности мембраны на свойства граничного слоя жидкости у мембраны (например, вязкости), в результате чего в разных системах образуются сорбированные слои с разной текучестью. Влияние силового поля поверхности мембраны на интенсивность течения через нее различных смесей проявляется также в ориентации молекул растворенных веществ относительно этой поверхности. Так, молекулы фенола и толуола, имеющие активные группы ОН и СНз, вероятно, располагаются в связанном слое так, что плоскости колец этих молекул занимают вертикальное (или же близкое к вертикальному) положение относительно поверхности мембраны. Будучи прочно связанными с поверхностью материала, они сужают сечение потока в порах, что приводит к значительному снижению проницаемости мембраны (см. рис. 4-4 и 4-9). [c.134]

    В изделиях, изготовленных методом инжекционного прессования, напряжения распределены более равномерно, только в тонких местах внутренние напряжения несколько больше. Последнее объясняется тем, что при инжекционном прессовании в тонких местах происходит перемещение уже сравнительно холодной массы. В изделиях, полученных методом инжекционного прессования, ориентация молекул вблизи литника значительно меньше, чем в изделиях, изготовленных обычным способом, так как при большой скорости впрыска расплава на изделии образуются видимые линии раздела потоков (для устранения этого недостатка снижают скорость впрыска или увеличивают площадь поперечного сечения литниковых каналов). [c.271]

    При пропускании загущенного масла, содержащего полимер с большим числом полярных групп, через вискозиметры, помещенные в электрическое поле, отмечен электровязкостный эффект (ЭВЭ) при повышении скорости сдвига вязкость увеличивается. Вероятно, это происходит вследствие ориентации молекул присадки перпендикулярно потоку масла под влиянием [c.39]

    Большая длина молекул при наличии градиента скорости/ вызывает их ориентацию вдоль потока. Эта ориентация тем/ выше, чем выше градиент скорости, а следовательно, и сам скорость. / [c.50]

    Вращательная сила Н, (5.28) есть тензорная, а не скалярная величина, она имеет разные знамения по разны.м направлениям в молекуле. В обычных условиях в жидкости измеряется значение Ri, усредненное по всем направлениям. В дальнейшем были измерены анизотропные значения Н, для комплексов ДНК с краси-теля.ми и антпбиогиками. Метод состоит в ориентации молекул ДНК в потоке через оптическую ячейку, представляющую собой набор капилляров. КД из.меряет-ся дважды — без ориентации, когда [c.158]

    Палмер [1571] обратил особое внимание на Н-связь при объяснении теплопроводности спиртов и гликолей. Можно представить два механизма влияния Н-связи во-первых, ориентация молекул вдоль пути теплового потока, во-вторых, появление добавочного механизма переноса тепла. Н-Связи разрываются с горячей стороны температурного градиента, поглощая при этом тепло, и после миграции или вращения вновь образуются с холодной стороны градиента. Этот механизм подобен механизму электропроводности (см. разд. 2.1.5), однако он не был разработан детально. Следует ожидать, что межмолекулярные Н-связи будут облегчать перенос тепла и приводить к повышенным значениям к (см. воду и ряд спиртов). Хелация мешает этому механизму, и немногие имеющиеся данные показывают, что такие соединения характеризуются пониженными значениями к. Предположив, что любое увеличение свыше значения для соответствующего углеводорода обусловлено присутствием Н-связей, Палмер вычислил, что Н-связи переносят следующую долю передаваемого тепла вода — 0,80, метанол — [c.57]

    Согласно теоретическим данным [ 10], чем длиннее молекула, тем легче она ориентируется в направлении потока, и, очевидно, круглые, сферические молекулы не могут ориентироваться таким образом. Известно также, что чем меньше скорость потока, при которой начинается ориентация молекул, тем длинней должна быть молекула. С этой точки зрения, для увеличения подвижности данного масла при низких температурах из него должны быть в первую очередь удалены углеводороды полициклического строения с короткими боковыми цепями и оставлен Малоцйклические углеводороды с длинными парафиновыми боковыми цепями. Это достигается путем выбора соответствующих нефтей в масляных фракциях которых преобладают малоциклические углеводороды с длинными парафиновыми цепями (нефти парафинового основания), и применением селективных растворителей, извлекающих главную массу нежелательных углеводородов ив масел. С другой стороны, увеличение подвижности масел при низких температурах может быть легче всего достигнуто в том случае, если из них удалены смолистые вещества, являющиеся полицикйическими со- [c.123]

    Структура таких жидкостей, так называемых ньютоновских , с изменением напряжения сдвига остается постоянной, и коэффициент вязкости таких жидкостей при данной температуре тоже величина постоянная. В растворах полимеров, даже в разбавленных, вязкость зависит от величины приложенного напряжения и соответственно от градиента скорости. Такие жидкости называются неньютоно-вскими. Их коэффициент вязкости — величина переменная, а градиент скорости зависит от приложенного напряжения. Вязкость таких растворов была названа Оствальдом структурной вязкостью. Влияние величины градиента скорости на вязкость объясняется у таких жидкостей ориентацией молекул в направлении потока, причем с ростом градиента скорости эта ориентация увеличивается, а вязкость уменьшается. Это уменьшение вязкости происходит до определенного значения, соответствующего предельной ориентации цепей. [c.159]

    До сих пор речь шла об изотропных растворах флуоресцируюш,их молекул, где поляризация флуоресценции определяется только анизотропией возбуждения. Одпако в природе су.ш,ествуют среды, в которых молекулы расположены не хаотично, а полностью пли частично ориентированы, например волокна искусственного шелка. Молекулы можно ориентировать и различными искусствеиными способами электрическим или магнитным нолем, ориентацией в потоке жидкости (использование эффекта Максвелла) и др. Наиболее простым способом является изготовление анизотропных пленок, прокрашенных флуоресцируюи ,1ш веществом. [c.342]

    В полимерных растворах двойное лучепреломление возникает в том случае, если под действием внешних сил происходит ориентация молекул. Ориентация может возникнуть в текущем полимере (двойное лучепреломление в потоке) под действием электрических полей (эффект Керра) или ма1 нитных полей (эффект Коттон — Мутона). Жанешитц-Кригл и Уолес [20] получили безразмерные группы величин для обработки данных по двойному лучепреломлению в потоке. [c.204]

    Если к I < 1, гидродинамический момент Г отличен от нуля для всех ориентаций молекул ). Это означает, что структура нематика сильно деформируется. Для простейшего случая потока с градиентом между двумя пластинами директор, если следить за ним, двигаясь от одной пластины к другой, враш,ается, делая много оборотов. Однако этот особый режим, связаннъш с трехмерной деформацией, часто бывает нестабильным. [c.209]

    Молекулы растворенного вещества, имеющие резко асимметричную форму, при течении раствора по капилляру вискозиметра определенным образом ориентируются в потоке. Вследствие этого при увеличении градиента скорости величина т] уменьшается. Ориентация молекул растворенного вещества сохраняется вплоть до сколь угодно большого разбавления раствора, тогда как взаимодействие между ними в этих условиях уже отсутствует. Для устранения эффекта ориентации нужно либо экстраполировать результаты, полученные с помощью капиллярного вискозиметра, к напряжению сдвига, равному нулю, либо применить вискозиметр другого типа. Вискозиметр Куэтта состоит из двух концентрических цилиндров, между которыми помещается жидкость. Внешний цилиндр вращают с постоянной скоростью. Мерой вязкости служит величина крутильного момента, передаваемая через жидкость подвешенному на нити внутреннему цилйндру. Подобный вискозиметр позволяет проводить измерения при очень малых градиентах. [c.199]

    Ориентация молекул НМВ наблюдается и в очень разбавленных полимерных растворах, что доказано с помощью метода двойного лучепреломления в потоке. Этот метод позволяет оценить собственную оптическую анизотродию сегмента, являющуюся разностью поляризуемостей его в направлении, параллельном и перпендикулярном цепи (ац — а ). [c.434]

    Как известно из гидродинамики, по закону Бернулли повышение скорости потока приводит к понижению гидростатического давления по линиям токов. Результаты исследования находятся в соответствии с этим законом, т. е. с увеличением скорости расплава степень ориентации молекул вдоль потока увеличивается, тогда как вынужденное растяжение молекул уменьшается вследствие увеличения в прессформе доли сечения потока с высокой [c.242]

    Прочностные свойства ориентированных пленок зависят от направления ориентации. Это особенно заметно при рассмотрении таких показателей, как прочность на изгиб, которая в большей степени определяется поверхностными, а не объемными свойствами. Джилмор и Спенсер измеряли прочность на изгиб образца из полистирола и нашли, что в направлении, перпендикулярном направлению потока в форме, предел прочности достигал 1,1-10 н мР- (1100 кГ см ), а в направлении, параллельном направлению потока, — 4,2-10 н/м (420 кГ1см ). Результаты, полученные при испытании образцов, изготовленных при использовании обратного клапана и без него, мало чем отличаются друг от друга. Это объясняется тем, что клапан предотвращает ориентацию молекул полимера в массе отливки, а прочность на изгиб зависит в основном от степени ориентации на поверхности изделия. Следовательно, прочность на изгиб не зависит от того, используется ли клапан или нет [c.382]

    Таким образом, в растворе реальных цепных молекул градиентная зависимость вязкости имеет сложную природу, определяемую совокупностью гидродинамических и структурных факторов, рассмотренных в обсуждавшихся выше теориях. К ним следует также прибавить термодинамическое взаимодействие полимера с растворителем, приводящее к негауссовости цепи (не учтенное в теории), а также влияние вязкости растворителя, изменяющее относительные роли деформации и ориентации молекул в потоке. [c.193]


Смотреть страницы где упоминается термин Ориентация молекул в потоке: [c.326]    [c.149]    [c.483]    [c.426]    [c.382]    [c.570]    [c.143]    [c.174]    [c.184]    [c.682]   
Биофизическая химия Т.2 (1984) -- [ c.284 , c.289 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Ориентация молекул



© 2025 chem21.info Реклама на сайте