Зависимость вязкости раствора от напряжения сдвига

Рис. 5. Зависимость вязкости от напряжения сдвига 5% каолиновых суспензий в 10%-ном растворе ПС концентрация ПММА (% от веса каолина)

Рис. I. Логарифмическая зависимость вязкости от напряжения сдвига 15%-ных растворов ПЭАУ-1 и ПЭАУ-2 с органическими добавками I — раствор ПЭАУ-1 с МЭК 2 — раствор ПЭАУ-1 с БАЦ 3 — раствор ПЭУ-1 с ЭАЦ 4 — раствор ПЭАУ-2 с МЭК 5 — раствор ПЭАУ-2 с БАЦ 6 — ра ПЭАУ-2 и ПЭАУ-1 (исходный).

Реологическое поведение полимеров определяется не только-температурой, но и природой полимера, его молекулярной массой и молекулярно массовым распределением, а также напряжением и скоростью сдвига, при которых осуществляется течение раствора или расплава. Поэтому нельзя характеризовать реологические свойства полимера по одной величине, скажем, по вязкости. Охарактеризовать реологическое поведение полимера можно, лишь установив зависимость вязкости от напряжения или от скорости сдвига либо зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига и получив при этом кривые течения. [c.157]

Дель работы получение реологических кривых для растворов полимеров при различных концентрациях определение предельных напряжений сдвига и построение зависимости вязкости раствора от концентрации полимера. [c.194]

Рис. 4.21. Зависимость вязкости от напряжения сдвига для свежеприготовленных (1 —5 ) и структурированных (1—5) растворов ПВС с различным содержанием ацетатных групп

Рис. 5.24. Зависимость вязкости от напряжения сдвига для растворов блок-со-

Выше были рассмотрены закономерности для ньютоновских жидкостей. Вискоза же относится к неньютоновским жидкостям так как является структурированным раствором, что четко проявляется в зависимости вязкости от напряжения сдвига. Поэтому необходимо знать, каким образом это обстоятельство может влиять на процесс фильтрации. [c.245]

Рис. 24. Зависимость структурной вязкости от напряжения сдвига для раствора желатины (с = 0,43 г/100 мл, 20° С) при разных pH среды а — pH 2,5 б — 4,9 я — 10,6.

Рис. 6.3. Зависимость вязкости от напряжения сдвига для 17%-ного раствора ацетата целлюлозы

Образование концентрированного раствора полимера. Сюда относятся вопросы о влиянии предыстории полимерного материала на условия его растворения, о механизме процесса растворения полимеров и его специфическом отличии от растворения низкомолекулярных аморфных и кристаллических веществ, о реологических особенностях вязких концентрированных растворов полимеров, в частности о зависимости вязкости от напряжения сдвига и градиента скорости, а также другие вопросы, связанные со свойствами однофазного раствора полимера. [c.14]

Для формирования покрытий с оптимальными свойствами необходимо предварительное упорядочение структуры растворов полиуретанов, что способствует увеличению скорости протекания релаксационных процессов. Это можно осуществить при введении м.алых добавок (1—3%) плохого растворителя в раствор двух полимеров, один из которых отличается пониженной растворимостью и структурируется при этих условиях. Об этом свидетельствуют данные о реологических свойствах растворов модифицированных полиуретанов, а также входящих в их состав компонентов. Концентрационная зависимость вязкости от напряжения сдвига в логарифмических координатах, полученная для растворов полиуретанов, поливинилхлорида и полиуретана, модифицированного ПВХ, свидетельствует о том, что указанные системы представляют собой слабо структурированные растворы с небольшим снижением (в пределах одного порядка) вязкости. Тиксотропная структура может быть образована в растворах исходного ПВХ только в присутствии небольших добавок воды. Без введения добавок воды растворы ПВХ представляют собой аномально-вязкие системы, не образующие пространственных структур даже при высоких концентрациях раствора (около 30%). При введении в раствор ПВХ небольшого количества воды (1,5%) на кривых зависимости вязкости от напряжения сдвига наблюдается участок максимальной постоянной вязкости, значения которой равны четырем десятичным порядкам, и участок минимальной вязкости, равной 0,8 десятичного порядка. В то же время при введении в растворы полиуретана значительно большего количества воды (до 10%) вязкость системы понижается без изменения характера ее зависимости от напряжения сдвига, как и при разбавлении диметил- [c.151]

Рнс. 5.10. Зависимость вязкости от напряжения сдвига для растворов ПЭАУ в процессе структурирования 15%-ного раствора ПЭАУ-1 в ДМФА соответственно свежеприготовленного и ч рез 10, 24, 48 ч после загрузки в цилиндр 5—15%-НОГО раствора ПЭАУ-2 в ДМФА сразу и через 14 сут структурирования 6 — раствор ПЭАУ-2 в ДМФА сразу после введения МЭК и БАЦ 7, 5 — раствор ПЭАУ-1 с содержанием 284% БАЦ и МЭК после 100 ч структурирования 9, 10 — раствор ПЭАУ-2 с добавками после 100 ч структурирования. [c.233]

В растворах ПОЭ умеренных концентраций (свыше 1%) проявляется очень сильная зависимость вязкости от напряжения сдвига и молекулярной массы. Так, вязкость (по Брукфилду) 2%-ных водных растворов ПОЭ с молекулярными массами [c.107]

Рнс. 3.18. Зависимость вязкости от напряжения сдвига для растворов полиуретанов, модифицированных ПВХ и добавками [c.109]

При [Г1]с > 10 раствор является высококонцентрированным. Макромолекулы в таком растворе настолько сближены и переплетены, что образуют пространственную флуктуационную сетку зацеплений. Такие растворы, а также расплавы полимеров, называют полимерными жидкостями. Обычно характер течения какой-либо жидкости наиболее полно может быть охарактеризован зависимостями вязкости от напряжения сдвига или пропорциональной ей величине скорости сдвига. [c.122]

На рис. 4.1 представлена зависимость вязкости от напряжения сдвига в логарифмических координатах для ПЭАУ-1 и ПЭАУ-2, модифицированных добавками плохих растворителей, при концентрации добавок 284% (масс.) в пересчете на содержание полиуретана. Все кривые состоят из трех участков максимальной постоянной вязкости, минимальной постоянной вязкости и аномальной вязкости. Из рисунка видно, что по характеру этой зависимости полиуретаны отличаются друг от друга. Для кривых ПЭАУ-1 характерны наличие площадки максимальной постоянной вязкости и резкий переход от максимальной к минимальной вязкости в довольно узком диапазоне напряжений сдвига. Для ПЭАУ-2 участок постоянной максимальной вязкости не наблюдается, а четко выражен плавный переход от максимальной к минимальной вязкости в широком диапазоне напряжений сдвига. Таким образом, введение добавок вызывает структурирование растворов ПЭАУ, но степень структурирования зависит от химической природы полиуретана. Из данных, приведенных на рисунке также следует, что наибольший эффект структурирования обусловлен БАЦ. И в том и другом случае принципиальный механизм структурирования одинаков и связан с понижением растворимости полимерной фазы и выделением ее в виде агрегатов, соединяющихся между собой в пространственную сетку. Но размер и число агрегатов в каждом случае различны, что и оказывает существенное влияние на [c.138]

Характер структурообразования в растворах полиуретанов и свойства покрытий на их основе можно изменять, применяя различные способы совмещения ПВХ с полиуретаном. При совмещении ПВХ, предварительно набухшего и растворенного в диметилформамиде, с раствором полиуретана в этом же растворителе на кривых зависимости вязкости от напряжения сдвига наблюдается резкий переход от верхнего к нижнему уровню вязкости, что свидетельствует о формировании в таких системах сетчатой структуры в присутствии небольших (до 3%) добавок воды. При другом способе совмещения, заключающемся в растворении порошкообразного ПВХ полиуретана в диметилформамиде, наблюдается плавный переход от верхнего к нижнему уровню вязкости на кривых зависимости вязкости от напряжения сдвига, что свидетельствует о частичном структурировании системы, не завершающемся образованием сплошной сетчатой структуры. Покрытия, сформированные из растворов полиуретана, совмещенных с ПВХ по первому способу, отличаются малой величиной адгезии и низкой долговечностью, что свидетельствует о том, что сетчатая структура в этом случае характеризуется малой густотой сетки, образующейся до формирования адгезионной связи из крупных структурных элементов. [c.154]

Как видно из рисунка, влияние концентрации ацетатных групп на реологические свойства растворов проявляется по-разному и зависит от продолжительности предварительного структурирования растворов. Для свежеприготовленных растворов характер зависимости вязкости от напряжения сдвига практически одинаков и значения вязкости лишь незначительно различаются по абсолютным величинам. Структурированные растворы резко различаются как по характеру зависимости вязкости от напряжения сдвига, так и по абсолютным величинам максимальной и минимальной постоянной вязкости. Наибольший эффект структурирования отмечен для растворов с невысокой (до 2,9%) концентрацией ацетатных групп. Покрытия, полученные из предварительно структурированных растворов, имеют минимальные внутренние напряжения и более упорядоченную надмолекулярную структуру по сравнению с покрытиями из свежеприготовленных растворов. Эффект упорядочения структуры покрытий из предварительно структурированных растворов проявляется с увеличением концентрации ацетатных групп до 21%. В отличие от этого в покрытиях из растворов поливинилового спирта с концентрацией остаточных ацетатных групп более 30% упорядоченная структура, наблюдаемая в покрытиях из свежеприготовленных растворов, разрушается при длительном выдерживании растворов при 20 °С, вследствие пониженной растворимости поливинилового спирта с высокой концентрацией ацетатных групп. Таким образом, наибольшая адгезия отменена для покрытий, полученных из растворов с предварительно упорядоченной структурой, при оптимальном соотношении в системе гидроксильных и ацетатных групп, обеспечивающем локальное склеивание полимера с подложкой и значительную релаксацию внутренних напряжений. Полученные закономерности имеют большое практическое значение и были использованы в текстильной промышленности при разработке водорастворимых клеев. [c.165]

С повышением толщины покрытий до 800—1000 мкм эффект влияния магнитного поля на величину и кинетику нарастания внутренних напряжений проявляется в меньшей степени. Была изучена кинетика нарастания внутренних напряжений при формировании покрытий толщиной 800 мкм в тех же условиях. Установлено, что с увеличением напряженности магнитного поля до 80 кА/м внутренние напряжения уменьшаются на 10—15%. Для изучения специфики структурных превращений, вызванных действием магнитного поля, исследовали реологические свойства исходного олигомера и олигомера, подвергнутого воздействию магнитного поля напряженностью 80 кА/м в течение 30 мин. На рис. 4.26 приведена зависимость вязкости от напряжения сдвига в логарифмических координатах для исходного олигомера и олигомера, подвергнутого воздействию магнитного поля. Из рисунка видно, что раствор исходного олигомера в дибутил-фталате представляет собой слабо структурированную систему. Характер реологических кривых существенно изменяется при воздействии на систему магнитного поля. В этом случае система характеризуется наличием верхнего и нижнего уровней вязкости и резким переходом между ними по мере увеличения напряжения сдвига. Такой характер реологических кривых наблюдается для структурированных тиксотропных систем. Формиро- [c.179]

Мы видим, что для большинства полимеров (растворов или расплавов) величина вязкости не может дать представления о реологических свойствах б этих случаях необходимо получить полную кривую течения, т. е. зависимость вязкости (или скорости сдвига) от напряжения сдвига. [c.128]

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]

Основная причина отклонения от ньютоновского характера течения при высоких концентрациях полимера заключается в образовании сетчатых структур (структурирование) в растворах. При высоких же разбавлениях преобладает зависимость характеристической вязкости от напряжения сдвига. Оба указанных эффекта можно разделить. При любых аномалиях вязкости в области малых градиентов скорости кривая течения выходит на ньютоновскую прямую в области больших градиентов.— Прим. перев. [c.273]

Существует два пути для получения требуемых данных. Во-первых, можно попытаться получить с помощью реологических измерений два или более специфических параметра, которые определяются степенью полидисперсности образца таким образом, что комбинация этих параметров дает показатель полидисперспости. Эти методы можно назвать параметрическими . Очевидно, подобные методы будут обладать всеми хорошо известными недостатками оценки полидисперспости с помощью только одного показателя. Во-вторых, можно воспользоваться полной кривой течения. Кривая течения представляет собой графическую зависимость эффективной вязкости или напряжения сдвига от средней скорости сдвига, полученную в диапазоне от максимальной до минимальной ньютоновской вязкости. Подобные кривые течения являются реакцией раствора или расплава па изменяющуюся скорость сдвига и содержат большую информацию о свойствах исследуемой системы, в том числе и о кривой раснределения но молекулярным весам в образце. Проблема- заключается в выделении из всей содержащейся в кривой течения информации именно тех данных, которые определяются полидисперсностью. Можно, однако, избежать необходимости решения этой запутанной задачи таким построением кривых течения, которое позволяет получить на графиках прямые линии. Параметр полидисперспости можно будет рассчитать по тангенсам угла наклона этих прямых линий. Такой способ обладает незначительными преимуществами по сравнению с параметрическими методами, и полученные результаты практически не оправдывают усилий, затраченных на довольно трудную экспериментальную работу. Наиболее полный метод, конечно, должен был бы заключаться в подробном анализе кривой течения с тем, чтобы получить точную кривую распределения. Автор настоящей главы полагает, что осуществить такой анализ в принципе можно, однако практическое решение задачи удастся получить очень нескоро. Предпринимались попытки подойти к решению указанной задачи как с теоретической, так и с практической точки зрения, однако разрыв между этими двумя подходами столь велик, что до сих пор их пе удается объединить. Подобное положение наблюдается также и в случае получения данных о степени полидисперсности образцов из релаксационных кривых. В настоящее время еще недостаточно разработаны теоретические концепции для того, чтобы на их основе можно было проводить экспериментальные исследования. Поэтому практически все предпринимаемые шаги в этом направлении остаются более или мепее [c.271]

Рис. 7. Зависимость вязкости от напряжения сдвига для растворов ППБА в диметил етамиде с добавкой хлорида лития (ЛГв,=69 000) [31].

Исходные растворы ПЭАУ являются слабоструктурированными и устойчивыми системами. Совмещения с указанными добавками превращают растворы ПЭАУ в тиксотропные системы (рис. 1). На рис. 1 представлена зависимость вязкости от напряжения сдвига в логарифмических координатах для ПЭАУ-1 на основе диэтилоламида щавелевой кислоты и ПЭАУ-2 на основе диэтилоламида терефталевой кислоты с разными видами органических добавок. [c.153]

График зависимости вязкости от напряжения сдвига для растворов ПБА различной концентрации в ДМАА с 3% Г1С1 приведен на рис. 4.22. Для данного образца [c.160]

Для выяснения причины этого явления исследовали влияние природы растворителя на структурообразование в пленкообразующих композициях (рис. 4.3). Из рисунка видно, что кривые зависимости вязкости от напряжения сдвига состоят из участков аномальной вязкости, снижающейся с увеличением напряжения сдвига, и ньютоновской вязкости, не зависящей от напряжения сдвига. В случае применения ДМФА при наименьшем содержании ПА (25%) эффект аномалии вязкости увеличивается, а при 50%-ном содержании ПА он проявляется в очень резком снижении вязкости в узком диапазоне высорих напряжений сдвига. Дисперсии в смеси спирта с водой сразу после приготовления являются низковязкими системами ньютоновского типа, которые во времени трансформируются в аномальновязкие. Так же как и в случае ДМФА, величина эффекта аномалии определяется содержанием ПА, однако в общем случае вязкость дисперсии в смеси спирта с водой значительно ниже, чем в ДМФА. При сравнении полученных реологических кривых обращает на себя внимание тот факт, что с увеличением содержания ПА в БС наблюдается изменение не только абсолютных значений вязкости, но и характера реологических кривых, это позволяет сделать предположение о различном механизме структурообразования в дисперсиях. В связи с этим были исследованы реологические свойства гомополимеров в соответствующих средах с учетом того, что ПУ в водно-спиртовой среде не растворяется и не набухает, а в ДМФА образует прозрачные устойчивые растворы. Полиамид в заказанных средах образует молочно-белые дисперсии. Из рис. 4.4 отчетливо видно наличие трех типов зависимости вязкости от напряжения сдвига. Первый тип, наблюдающийся для растворов ПУ в ДМФА, характеризуется слабо выраженным эффектом аномалии вязкости, но высокими абсолютными значениями ньютоновской и эффективной вязкости. Второй тип кривых обнаруживается для дисперсий ПА в ДМФА и отличается ярко выраженным эффектом аномалии вязкости, проявляющимся в резком снижении вязкости до значений, соизмеримых с вязкостью дисперсионной среды, при [c.143]

Для понижения внутренних напряжений проводили предварительное структурирование композиций путем придания им тпк-сотропных свойств с помощью модифицирующих добавок. В качестве структурирующей добавки применялись 16%-ные растворы бутадиенового каучука в бензине и в смешанном растворителе — бензин и этилацетат в соотношении 1 1. На рис. 4.13 представлена зависимость вязкости от напряжения сдвига для исходной композиции и композиции, модифицированной раствором бутадиенового каучука. Из рисунка видно, что исходная композиция является системой ньютоновского типа. На кривой вязкости растворов бутадиенового каучука в бензине наблюдается довольно большой участок максимальной постоянной вязкости участок минимальной вязкости не проявляется. Для бутадиенового каучука в смеси растворителей обнаруживается участок максимальной и минимальной постоянной вязкости с резким переходом между ними, что обусловлено различным конформацион-ным состоянием макромолекул в указанных растворителях. Бензин является хорошим растворителем для бутадиенового кау- [c.155]

Данные об изменении физико-механических характеристик при формировании покрытий коррелируют с закономерностями изменения реологических свойств растворов ненасыщенных олигоэфиров на различных этапах отверждения. При изучении зависимости вязкости от напряжения сдвига для полиэфирных лаков различного химического состава было установлено, что исходные композиции представляют собой системы ньютоновского типа. В процессе полимеризации наблюдается не только нарастание их вязкости, но и изменение характера реологических кривых. свидезельс1вующее о переходе системы в структурированное состояние. В начальный период поли.меризации на кинетических кривых вязкости наблюдается индукционный период. Характер кинетических кривых реологических параметров полиэфирных композиций коррелирует с изменением физико-механических свойств при формировании покрытий. [c.130]

В зависимости от свойств полимера и условий движения на практике могут возникать различные типы течения полимерных растворов. При этом их реологические свойства обычно не могут быть охарактеризованы каким-то определенным значением вязкости часто необходимо иметь полную кривую течения, т. е. зависимость вязкости или скорости сдвига от напряжения сдвига. Применительно к полимерным растворам, применяемым для повышения нефтеотдачи, можно выделить четыре типа течения ньютоновское (идеальное), псевдопластическое, дилатантиое и комбинированное. [c.110]

Прочность пространственной структуры характеризуется критическим напряжением сдвига Рк. С ростом концентрации растворов полимеров взаимодействие между макромолекулами повышается и образуются более прочные структуры. Поэтому при увеличении концентрации растворов значения Рк и г) акс повышаются. Таким образом, концентрационная зависимость вязкости растворов полимеров дает ценную информацию о структурных особенностях исследуемых систем и те1У самым позволяет оценить влияние межмолекулярных взаимодействи на их реологические параметры. [c.196]

Итак, полимеры в вязкотекучем состоянии являются высоковяз-кими жидкостями, в которых наряду с течением развиваются значительные эластические деформации. Если полимер имеет узкое молекулярно-массовое распределение, то несмотря на проявление эластичности он течет как ньютоновская жидкость. При широком молекулярно-массовом распределении в полимере развивается значительная аномалия вязкости — зависимость вязкости от напряжения и скорости сдвига. При больших напряжениях сдвига развиваются столь значительные эластические деформации, что полимер оказывается упругонапряженным и перестает течь. Если же полимер находится в растворе, то распад узлов флуктуационной сетки и ориентации сегментов достигают некоторого предела, зависящего от природы полимера и концентрации раствора, когда далее с ростом напряжения сдвига надмолекулярная структура больше не меняется и раствор снова течет как ньютоновская жидкость. [c.171]

Поведение растворов на углеводородной основе, содержащих нефтяной битум в коллоидной форме, более сложно. На рис. 5.46 показаны зависимости предельного динамического напряжения сдвига и пластической вязкости суспензии битума в дизельном топливе от температуры и давления по данным измерений Макмбрди в ротационном вискозиметре. По всей видимости, температура и давление взаимно усиливают действие друг друга, так как повышение вязкости и предельного динамического напряжения сдвига с ростом давления при высоких температурах больше, чем при низких температурах. [c.212]

По мере увеличения концентрации СТЛ происходит линейный рост предельного напряжения сдвига и вязкости раствора СТЛ + ПАА (табл.24, рис. 16). Эффекгивная вязкость (Лэф) латекснополимерного раствора при фиксированных условиях течения также должна быть пропорциональна концентрации СТЛ. Действительно, при постоянной концентрации ПАА зависимость вязкости раствора [c.84]

Таким образом, зависимость логарифма вязкости от напряжения сдвига для разбавленных растворов полимеров выражается полной кривой течения (рис. 177),начальный участок которой отвечает наибольшей ньютоновской вязкости, конечный — наименьшей ньютоновской вязкости при прелелыюй ориентации макромолекул. Средний участок кривой соответствует структурной вязкости (глава IX). При определении характеристической вязкости необходимо проводить измерения в ньютоновских режимах течения, Эго достк-гастся проведением опытов при очень малых напряжениях и скоростях сдвига или экстраполяцией полученных зависимостей gr =f(Y) [c.412]

Изменение реологических характеристик (динамической вязкости и напряжения сдвига) для растворов смосой комплексов соответствует характеру зависимостей Ау,. от состава п соотношения комплексов в композициях (см. таблицу). Реологические свойства структурированных растворов смесей комплексов так же, как II растворов индивидуальных комплексов [3], слабо чувствуют различие в характере упаковки молекул в надмолекулярной структуре. Это объясняется тем, что все комплексы трет-бутилтриалкилборатов лития, независимо от строения, длины алкильных заместителей и растворителя, образуют в растворе изоструктурные молекулярные ассоциаты. Чем больше ассоциаты различаются по размеру в смесях комплексов, тем плотнее они упаковываются в растворе. Реологические свойства гелей отражают в основном механическую ситуацию в системе (течение, скольжение крупных ассоциатов, доменов), изменение свободного объема в процессе структурирования растворов комплексов — молекулярное состояние, порядок упаковки молекул и характер взаимодействия компонентов. [c.59]

При подробном исследовании вязкостных свойств 10% водного раствора поливинилового спирта в зависимости от приложенного напряжения сдвига г (Р ) также были выявлены области постоянства вязкости, как это видно из рис. 2/1. Кривая 1 — область напряжений от О до Я,-, отвечающая постоянной максимальной вязкости системы ri, ax= onst, и область напряжений выше — область минимальной постоянной вязкости T min = onst С включеиием промежуточного участка — области эффективной, падающей вязкости при возрастании напряжения сдвига. При чем область эффективной вязкости характеризуется (кривая 1 рис. 2А) наличие.м прямолинейного участка, отвечающего пропорциональному снижению с ростом напряжения эффективной вязкости системы. [c.180]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология