Вязкость частотная зависимость

Рис. 1.16. Частотная зависимость динамической вязкости.

Уже Рейнер отмечал [9, с. 51], что при ламинарном течении вязких жидкостей каждый элемент объема не только деформируется со скоростью сдвига у, но и вращается с угловой скоростью 03=y/2- Рассматривая с этих позиций стационарное течение полимеров, можно считать, что каждый элементарный объем полимерного материала, вращающегося относительно поля напряжения с определенной частотой, подвергается периодической деформации растяжения с вдвое большей частотой [20, с. 37], поскольку за один оборот каждое сечение дважды совмещается с направлением главного растягивающего напряжения. Таким образом, установившееся ламинарное течение является своеобразным аналогом динамического режима деформации, а аномалия вязкости, наблюдающаяся при стационарном течении, аналогична частотной зависимости динамической вязкости и так же, как все остальные особенности механического поведения полимеров, является следствием релаксационного механизма деформации [14, с. 479 17, с. 153 21—36 38—40 121 122]. [c.48]

При динамическом режиме кроме сдвиговой вязкости измеряют модуль упругости О и модуль потерь С". Для сравнения полимеров по их вязкостным характеристикам (оно проводится при температурах на равной удаленности от соответствующих Тс) важна их нормировка. Для сравнения нужно брать соответствующие величины при одинаковых отношениях Т/Тс и М/Мк в случае узкого распределения молекулярной массы приближенно это возможно и для широкого распределения по молекулярной массе. Важность измерения при разных частотах определяется тем, что наличие максимумов на температурной и частотной зависимостях О" дает более однозначную характеристику резкого изменения свойств полимеров. [c.157]

Таким образом, физико-механические свойства всех систем, начиная от высокомолекулярных веществ и их растворов и кончая структурированными дисперсными системами, могут в принципе исследоваться общими методами реологии (реологией называется общее учение о деформации и течении). Такие исследования имеют преимущество перед простыми измерениями аномальной или структурной вязкости неньютоновских жидкостей (рис. 96), потому что структурная вязкость зависит от условий измерения, тогда как реологические константы характеризуют материал независимо от размеров прибора или режима течения. Образование или разрушение различного рода структур или пространственных сеток частиц или молекул с различной прочностью связей и жесткостью структурных элементов играет исключительную роль в дисперсных и полимерных системах и во многих отношениях определяет их техническое использование. Поэтому изучение процессов деформации, их кинетики, частотной зависимости, предельных напряжений и др. имеет большое научное и техническое значение. Установление релаксационного механизма деформации и объективных методов характеристики процессов деформации является существенным успехом коллоидной химии, во многом обусловленном работами советских ученых — Кобеко, Александрова, Каргина, Слонимского, Ребиндера, Соколова, Догадкина и др. [c.251]

По экспериментальным данным частотные зависимости сдвиговой вязкости т сдв и эффективной вязкости в растворах полимеров различны (рис. IX. 13). [c.232]

ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ [c.207]

Частотная зависимость динамической вязкости приведена на рис. 1.16. Интересно, что в области малых частот в соответствии с высказанными выше соображениями величина динамической вязкости [c.26]

Такано (1964) сравнил реологические данные, полученные при простом и колебательном сдвигах на одних и тех же суспензиях. Он нашел, что для псевдопластичных систем кажущаяся вязкость при низких скоростях сдвига подобна динамической вязкости, измеряемой при низких частотах. Для пластичных систем, однако, наблюдались расхождения между двумя рядами данных, причем кажущаяся вязкость при низких скоростях сдвига иногда была выше, чем динамическая вязкость при низких частотах. Эти расхождения приписывались различным путям, которыми разрушались и восстанавливались сетчатые структуры флокулированных частиц под влиянием простого и колебательного сдвига .. . зависимость кажущейся вязкости от скорости сдвига связана со структурными изменениями сетчатой системы, вызванными сдвигающими силами, в то время как частотная зависимость динамической вязкости проистекает главным образом от релаксации сетчатых структур, образованных частицами в среде . [c.223]

Частотная зависимость динамической вязкости приведена на рис. I. 22. Интересно, что в областях малых частот в соответствии с высказанными выше соображениями динамическая вязкость практически постоянна и равна вязкости ньютоновского элемента модели Максвелла. [c.37]

Настоящая работа представляет собой краткий обзор экспериментальных и теоретических результатов [1—41, полученных при исследовании соотношений между вязкоупругими свойствами полимерных материалов при малых и больших деформациях. Измеряемыми параметрами в этих исследованиях, которые проводили на примере расплавов ряда образцов полиэтилена, явились следующие функции частотные зависимости динамической вязкости Ti iff)) и модуля упругости G ( o), зависимость [c.150]

Рис. 3.11. Частотные зависимости динамических вязкостей растворов полистирола при 25 °С. Характеристика растворов

Типичными для динамических характеристик концентрированных растворов и полимеров в блоке являются следующие их особенности (см. рис. 3.13). На зависимости С (со) появляется плато, высота которого 6 практически не зависит от молекулярной массы и температуры. Когда молекулярная масса полимера достигает примерно 5 Мс (напомним, что Мс — это такое критическое значение молекулярной массы, при достижении которой происходит резкое изменение характера зависимости наибольшей ньютоновской вязкости от молекулярной массы см. гл. 2), на зависимости С" (со) появляется максимум, положение которого примерно отвечает выходу на плато зависимости С (со), а при более высоких частотах функция О" (са) проходит через минимум. Минимуму С" (со) отвечает, очевидно, минимум на частотной зависимости тангенса угла механических потерь. [c.273]

Типичные результаты исследований динамических свойств полимера, измеренных при наложении колебаний вдоль направления установившегося течения, показаны на рис. 3.38, где представлены частотные зависимости динамической вязкости т), параметра — = 67(0 и угла механических потерь б при различных градиентах скорости установившегося сдвигового течения. При рассмотрении этого рисунка сразу же обращает на себя внимание своеобразный характер изменения угла механических потерь в зависимости от режима деформирования с возрастанием у в области низких частот угол б увеличивается и при этом существует такая частота, при кото- [c.314]

Если полимерная система обладает набором времен релаксации, определяемым теориями КСР или КРЗ, то частотные зависимости компонент динамической вязкости т] = Т] — щ" и коэффициента нормальных напряжений — ii" можно выразить через [c.343]

На рис. 6 показано изменение объемной вязкости в зависимости ог температуры для метилацетата в критической области жидкой фазы. Из рисунка видно, что подобно сдвиговой вязкости [19], объемная вязкость жидкой фазы уменьшается вплоть до Г = Тк- Характерным также является ослабление частотной зависимости объемной вязкости при приближении к критической точке. Объемная вязкость на целый порядок больше сдвиговой вязкости [16] вплоть до Т = Гк. [c.62]

С уменьшением величины кристалликов будет изменяться и механизм поглощения. Так, при X > звук будет рассеиваться сравнительно малыми по отношению к длине волны частицами. При этом можно будет считать, что каждый кристаллик будет подвергаться со стороны распространяющейся в теле звуковой волны равномерному давлению. Однако ввиду анизотропии и различной ориентации отдельных кристалликов возникающие в пределах каждого кристаллика градиенты температуры (вызванные адиабатическим процессом распространения звуковой волны) приводят к сильному возрастанию поглощения, обусловленного теплопроводностью. Величина его будет превышать поглощение, вызываемое вязкостью среды, и последним можно будет пренебречь. При этом частотная зависимость коэффициента поглощения будет определяться соотношением между временем релаксации теплопроводности (время в течение которого происходит выравнивание температур на расстояниях (I путем теплопроводности) и периодом колебания звуковой волны Т). При малых по сравнению с периодом колебаний, в пределах каждого кристаллика, очевидно, будет успевать устанав- [c.48]

Частотные зависимости динамических характеристик Г] и О, а также зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига для всех фракций и смесей ПММА и [c.288]

Сопоставление частотных зависимостей динамической вязкости и динамического модуля для двух фракций разветвленного ПВА и трех фракций линейного ПВА приведено на рис. 18 и 19. Как видно из представленных экспериментальных данных, для разветвленных ПВА по сравнению с соответствующими линейными образцами характерна более сильная зависимость динамической вязкости и менее отчетливая зависимость модуля упругости от частоты. Кроме того, вязкость и жесткость при низких частотах значительно выше у разветвленных образцов, чем у фракций линейных полимеров. Различие свойств линейных и разветвленных ПВА становится оче- [c.308]

Рис. 3.38. Частотные зависимости динамической вязкости (а), параметра (G / ) (б) Угяа механических потерь (в) для 5 % -ного раствора сополимера втилена с пропиленом в декалине при различных скоростях сдвига. Кривые i—в относятся к следующим значениям lg Vo

Рис. 18. Сопоставление частотных. зависимостей динамической вязкости разветвленных и линейных образцов ПВА при 160°.

Качественное объяснение наблюдаемых экспериментальных фактов было дано в ряде работ, посвященных разработке теории поглощения продольных ультразвуковых волн и динамической сдвиговой вязкости растворов полимеров. Было предположено, что основным механизмом, приводящим к диссипации акустической энергии, является вязкое трение звеньев полимерной цепи о растворитель при неполном увлечении макромолекул средой, движущейся в ультразвуковом поле [2], а реальная макромолекула моделировалась набором гибких кинетических единиц — гауссовых субцепей [3]. Как показывают расчеты, в рамках указанной модели частотная зависимость величины Aa// где Аа = а—можно описать релаксационной кривой с широким дискретным спектром времен т, значения которых определяются длиной соответствующего участка цепи. [c.186]

Рис. 1. Частотные зависимости дополнительной по сравнению с растворителем эффективной Ат] и сдвиговой Ат] вязкостей [17]

Рис. IX. 13. Частотные зависимости аффективной вязкости Т) (/) и сдвиговоД вязкости 1< дв(2) растворов полимеров 11531

Более общему случаю резоиаисн ых колебаний отвечают испытания образца, для которого диссипативными потеря1ми пренебречь нельзя, поскольку G и G" близки по порядку величины. Расчет здесь может быть произведен в предположении, что частотными зависимостями модуля накопления G и динамической вязкости т] (но не G") вблизи резонансной частоты шо можно пренебречь. Чтобы рассмотреть этот случай, формула (УП.2) представляется в безразмерном виде [c.146]

H. Чогл вычислил частотные зависимости компонент динамического модуля для различных значений h я г (последний может изменяться от О для тета-растворителя до 0,20). Совмещая экспериментально найденные функции G (ю) ж G (т) с графиками, полученными теоретическим расчетом, можно найти А и е, для которых для исследованной системы достигается наилучшее согласие с экспериментом. Независимым способом проверки получаемых при этом результатов является оценка величины е по результатам измерения зависимости характеристической вязкости от молекулярной массы для выбранной системы полимер — растворитель. Очевидными преимуществами для постановки экспериментальной проверки теории обладают растворы в тета-растворителе, поскольку для них заранее известно, что s = 0. Некоторые экспериментальные результаты по проверке модели частично проницаемого клубка будут рассмотрены ниже. [c.251]

Рис. 3.5. Частотные зависимости динамической вязкости по теории КРЗ прн различном числе (п) сегментов в цепи. Для кривых слева направо п равно 1, 5, 10, 15, 50, 100, оо (F е г г у J. D., J. Polymer Sei., 1066, С,

При распространении области исследованных частот в мегагерцевый диапазон были обнаружены новые экспериментальные факты, заставляющие пересмотреть вопрос о предельных свойствах полимерной системы. Дело в том, что при м > 10 Гц зависимость динамической вязкости от частоты начинают проявлять такие соединения, которые при меньших частотах ведут себя как ньютоновские жидкости, в частности низкомолекулярные растворители. Еще более показательны в этом отношении результаты исследования частотной зависимости динамической вязкости растворов монодиснерсного полистирола в к-дибутйлфталате , который при 25 °С по отношению к полистиролу близок к тета-растворителю. Для этой системы в довольно широкой области частот, доходящей до 100 МГц, наблюдается существование практически постоянного квазипредельного значения динамической вязкости. Но при дальнейшем повышении частоты до 300 МГц вязкость вновь начинает уменьшаться. Этот [c.259]

Рис. 3.37. Сопоставление зависимостей 1] (V) (сплошные линии) с зависимостями г) (ш) (точки) для полнизобутилена (а) и пластифицированного бутилкаучува (б). Пунктирные линии — частотные зависимости динамической вязкости т .

Для тел, отличающихся однородной структурой, поглощение ультразвуковых колебаний невелико и в основном определяется коэффициентами вязкости и теплопроводности. В неоднородных структурах поглощение может достигать достаточно большой величины [122, 123, 124]. При этом характер частотной зависимости коэффициента поглощения и его величина зависят, как уже указывалось, от соотношения между длиной волны звука Q) и размером кристаллов в металле d) (см. гл. I). Особенно велико поглощение при ( /л 1 и главным образом определяется диффузионным рассеянием. В этом случае рассеяние звука подобно рассеянию света в мутной среде. С изменением соотношения между длиной волны и размерами кристаллов механизм поглощения изменяется. Так, нри dll. < 1 сильно возрастает ноглощение, обусловленное теплопроводностью, что приводит к превращению колебательной энерх ии акустической волны в тепловую [24]. [c.147]

Из рис. 7 и 9 видно, что частотные зависимости динамической вязкости для образцов с молекулярныкш весами выше критического проявляют отчетливо выраженную аномалию вязкости при частотах намного ниже 1000 сек . Следовательно, наиболее существенным фактором, который определяет аномалию вязкости, является образование зацеплении в системе однако следует иметь в виду, что сам термин зацепление означает скорее сильное взаимодействие цепей , чем геометрические переплетения . [c.300]

Одна из хорошо известных особенностей реологических свойств расплавов и концентрированных растворов разветвленных полимеров состоит в том, что их вязкость ниже вязкости линейных полимеров того Л е молекулярного веса [43—47]. Однако в некоторых случаях высказывалось прямо противоположное утверждение о том, что вязкость разветвленных полимеров значительно выше вязкости линейных полимеров с тем же молекулярным весом [41]. Другим известным эффектом, обусловленным разветвленностью макромолекул, является более сильная зависимость эффективной вязкости от молекулярного веса и концентрации полимера в системе для разветвленных образцов по сравнению с линейными [38, 45]. Эта особенность реологических свойств разветвленных полимеров наиболее резко проявляется в отноишнии концентрационной зависимости вязкости, особенно в области высоких концентраций. Подобные аномальные свойства разветвленных полимеров, по-видимому, связаны с их склонностью к образованию сильных зацеплений между сегментами внутри одной макромолекулярной цепи или между соседними цепями, в результате чего и частотные зависимости динамических свойств линейных и разветвленных полимеров должны различаться между собой. [c.308]

В последнее время появился ряд работ, в которых предпринимались попытки обоби ения частотных зависимостей динамических функций или зависимостей вязкости от скорости сдвига [49—52]. Полученные в предшествующих и настоящей работах результаты показывают, что характер частотной зависимости вязкости связан с влиянием разветвленности макромолекул молекулярновесового распределения. Поэтому такие обобщения невозможны, если только разветвленность или молекуляр-но-весовые распределения сопоставляемых образцов не будут одинаковыми ). [c.319]

М. м. позволяет предсказать существование частотной зависимости динамич. модуля, но не описывает запаздывания в развитии ползучести, ибо при приложении напряжения т = То = onst М. м. ведет себя как вязкая жидкость, в к-рой сохраняется постоянная обратимая компонента деформации у = xJG. Особенности поведения М. м. зависят от соотношения параметра 0, имеющего смысл внутреннего масштаба времени материала, и длительности экспериментальной шкалы времени t. Если t > 0, М. м. ведет себя как жидкость с вязкостью т], если г <С 0 — оказывается аналогичной твердому упругому телу. [c.66]

Процесс 1 имеет короткое время корреляции 10 с (юпТ 1). Он должен привести к малому, не зависящему от частоты вкладу в скорость релаксации 1/Г1 ). Процесс 2. как мы видели, встречается довольно редко, но у него большое время корреляции, что увеличивает его эффективность в случае ядерной релаксации. Он может внести вклад в частотную зависимость. ИТу. Процесс 3 нельзя охарактеризовать одним временем корреляции мы знаем это, поскольку нижний конец частотного спектра соответствует медленным движениям длинноволновых флуктуаций, а такие движения можно проанализировать с помощью уравнения Лесли. Используя уравнение (5.79), мы видим, что флуктуации с волновым вектором д имеют время корреляции порядка т]/7Гд2, где т] — вязкость, К — упругая постоянная. Таким образом, различные компоненты Фурье имеют различное время корреляции. В действительности оказывается, что для ядерной релаксации наиболее важные флуктуации — зто те, для которых время корреляции сравнимо с ядерным периодом Это соот- [c.239]

Конечно, имеется корреляция между затуханием а (со) и скоростью с (ю), которые выражаются соответственно через мнимую и действительную части определенных констант упругости. В изотропной жидкости этой корреляцией трудно воспользоваться, поскольку там много неизвестных. Например, нужно знать по крайней мере две скорости с (ш = 0) и с (со ->схэ). Однако для исследования анизотропии корреляции более полезны, как впервые отметил Яниг [105], поскольку при со = О Дс в жидкости то ж-дественно исчезает. Согласно его анализу, оказывается, что частотная зависимость объемных вязкостей в МББА определяется по крайней мере двумя различными процессами релаксации а) важную ро.ть, вероятно, играет специфическая мода бутиловой концевой цепи [106, 107] б) вблизи точки просветления Тс параметр порядка S релаксирует довольно медленно, как и ожидается для перехода почти второго рода, и сильно связан с флуктуациями плотности. Однако его влияние не удается описать простой экспоненциальной релаксацией. [c.243]

Крейн и Кулакова [8] исследовали зависимость tg б масел различного химического состава и вязкости от частоты. Данные этих авторов приведены на рис. 41. Из характера кривых видно, что нафтено-нарафино-вые углеводороды практически неполярны их tg б до частот 10 мало меняется. Фракции ароматических углеводородов, судя по полученным данным, обладают заметной полярностью, что проявляется в наличии максимума частотной зависимости tg б. В соответствии с теорией с повышением вязкости фракции ароматических углеводородов максимум смещается в сторону меньших частот. Так, если ароматические углеводороды депарафинированного масла имеют максимальное значение tg б при частоте 2 X 10 , то максимальное значение tg б ароматических углеводородов, выделенных из вязкого брайтстока, сдвигается в сторону более низких частот (3 X 10 ). Следовательно, ароматические углеводороды являются [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология