Дисперсная система реология

Современная коллоидная химия включает следующие основные разде.ты 1) молекулярно-кинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах гидродинамика дисперсных систем дисперсионный анализ 2) поверхностные явления адсорбция (термодинамика и кинетика), смачивание, адгезия, поверхностно-химические процессы в дисперсных системах строение и свойства поверхностных (адсорбционных) слоев 3) теория возникновения новой (дисперсной) фазы в метастабильной (пересыщенной) среде конденсационные методы образования дисперсных систем 4) теория устойчивости, коагуляции и стабилизации коллоидно-дисперсных систем строение частиц дисперсной фазы (мицелл) 5) физико-химическая механика дисперсных систем, включающая теорию механического диспергирования, явления адсорбционного понижения прочности твердых тел, реологию дисперсных систем образование и механические свойства пространственных структур в дисперсных системах 6) электрические и электрокинетические явления в дисперсных системах 7) оптические явления в дисперсных системах (коллоидная оптика)—светорассеяние, светопоглощение коллоидная химия фотографических процессов. [c.281]

Несмотря на большое количество работ и разнообразие подходов в области реологии структурированных дисперсных систем, пока еще нет удовлетворительной количественной теории, связывающей реологические свойства тел с особенностями их структуры. Чтобы представить, хотя бы упрощенно, процесс образования (появления) структуры в дисперсных системах, обратимся к особенностям седиментационных объемов, отличающим агрегативно устойчивые и неустойчивые системы. [c.374]

Концептуальная реология (или микрореология) исследует деформации и течение в микрообъемах, например, в объемах, соизмеримых с размерами частиц дисперсной фазы в дисперсных системах или с размерами атомов и молекул. При этом реологические соотношения выводятся теоретическим путем, опираясь на достижения физики и химии. [c.4]

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]

Важно, что если в процессах применения битумных эмульсий их свойства, а, точнее, свойства образующейся пленки вяжущего, практически полностью определяются составом и свойствами дисперсной фазы (битума), то свойства самой эмульсии в большей мере определяются свойствами дисперсионной среды, естественно, с некоторыми характерными особенностями. Как и любые дисперсные системы, битумные эмульсии подчиняются законам физикохимической механики [36], объединяющей ряд проблем реологии, молекулярной физики и механики материалов. Механические [c.63]

В процессе развития науки о дисперсных системах отдельные ее разделы выделились в самостоятельные научные дисциплины теория броуновского движения, послужившая основой молекулярной и современной статистической физики развитие более общих представлений о природе растворов, которые включают в себя как частный случай учение об истинных растворах низкомолекулярных веществ физико-химия полимеров и их растворов и, наконец, реология — наука о деформационных свойствах материалов, обобщающая учение о деформации (течении) жидкостей, упругих материалов (физико-химическая механика) и промежуточных по свойствам материалов, к числу которых относятся многие дисперсные системы. [c.6]

В первой части учебного пособия даются основные представления о дисперсных системах и поверхностных явлениях в них, о поверхностно-активных веществах и устойчивости. Рассматривается современная теория лиофильности, вопросы реологии и модельного анализа в дисперсных системах. Приводятся основные положения теории структурообразования н механических свойств кристаллов, а также принципы регулирования процессами формирования дисперсных структур различного состава. [c.2]

В развитии указанных основных проблем современной науки и техники фундаментальное значение приобретают коллоидная химия и реология в тех основных формах, которые сложились под влиянием физико-химической механики и соответствующих областей практики. Большое значение коллоидной химии, т. е. учения о дисперсных системах и поверхностных явлениях, и реологии в развитии физикохимической механики связано с тем, что реальные твердые тела и отдельные кристаллы обладают своеобразной коллоидной структурой кроме того, образование твердых тел с характерными для них механическими свойствами зависит от процессов, изучаемых современной коллоидной химией и реологией в виде проблемы структурообразования в дисперсных системах (суспензиях) и в растворах высокомолекулярных соединений. Поэтому прежде чем рассматривать основные принципы и содержание физико-химической механики, необходимо вначале изложить те разделы коллоидной химии и реологии, с которыми непосредственно связана эта наука. [c.4]

Механические свойства, присущие дисперсным системам, называются еще реологическими свойствами. Задача реологии состоит в нахождении связей между напряжениями и деформациями в данной точке дисперсной системы в определенный момент времени при известных внешних силах, действующих на систему в данный момент. [c.128]

Ребиндер П.А. О реологии тиксотропно-структурирован-ных дисперсных систем // Поверхностные явления в дисперсных системах Избранные тр. - М. Наука, 1979. - 542 с. [c.179]

Основная задача теоретической реологии заключается в нахождении законов течения (уравнений реологии) дисперсных систем с известной рецептурой. Из сказанного выше следует, что универсальный алгоритм решения задачи включает в себя получение уравнения структурного состояния дисперсной системы — соотношения, описывающего зависимость параметров структурного состояния от интенсивности процесса деформации. В качестве параметра состояния выступают те величины, от которых при данном типе структуры зависит сопротивление деформированию, а мерой интенсивности процесса деформирования может быть величина действующего в системе напряжения или скорость ее деформирования. Таким образом, структура и структурное состояние при деформировании являются центральным звеном в решен основной задачи реологии. [c.680]

Анализ приведенных уравнений реологии возможен только численным методом, поскольку уравнение состояния (3.14.52) аналитически не решается. Численное исследование показывает, что для кривой течения характерно очень резкое увеличение макроскопической скорости деформации 1/11 при переходе к режиму тиксотропно равновесной деформации при напряжении, немного превьппающем статическую прочность х, структурного каркаса дисперсной системы. [c.719]

Напряженность поля, концентрация коагулятора и прочие факторы также влияют на равновесный размер цепей, но только в качестве параметров (коэффициентов) уравнения структурного состояния. На основе этих уравнений позднее были выведены все известные уравнения реологии, в том числе и с более сложной структурой дисперсной системы. На феррожидкостях и магнитных суспензиях они получили первую количественную экспериментальную проверку. [c.759]

Книга состоит из шести разделов I. Общие вопросы поверхностных явлений в дисперсных системах. II. Строение двойных слоев адсорбированных ионов и электрокинетические явления. III. Контактные взаимодействия. Устойчивость дисперсных систем. IV. Структурообразование, реология и физикохимическая механика. V. Растворы поверхностно-активных веществ, эмульсии и пены. VI. Коллоидная химия полимеров. В вводной статье сделан [c.4]

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. 97), потому что структурная вязкость зависит от условий измерения, тогда как реологические константы характеризуют материал независимо от размеров прибора или режима течения. [c.223]

Из пяти типов простых деформаций—сжатия, растяжения, сдвига, изгиба и кручения—в реологии, т. е. в приложении к дисперсным системам, рассматриваются, главным образом, растяжение и сдвиги, к которым, в сущности, можно свести и остальные три вида простых деформаций, а также и все более сложные случаи деформ ии. [c.202]

Неньютоновскими называют сложные по структуре жидкости, например, растворы и расплавы полимеров, дисперсные системы (суспензии, эмульсии, пасты и др.), реологическое уравнение состояния которых имеет иной вид, чем у ньютоновских жидкостей. Реологическое уравнение состояния неньютоновских жидкостей с различной структурой может иметь различный вид. Он устанавливается опытным путем — по результатам вискозиметрических измерений [27, 28] в виде зависимости напряжения одномерного сдвига а от скорости сдвига 7 = дШ/дп (где 7 — относительная деформация, а 7 = д у/дт), график которой называется кривой течения. В зависимости от вида реологического уравнения неньютоновские жидкости можно разделить на три основных класса вязкие стационарно-реологические жидкости вязкоупругие жидкости жидкости с нестационарной реологией. [c.106]

В отличие от классической реологии, изучающей и фиксирующей свойства систем преимущественно в равновесных условиях, цели реологии с позиции физико-химической механики — управление структурой в дисперсных системах с учетом непрерывных изменений в ней непосредственно в технологических процессах. [c.93]

Для установления механизма течения и разрушения структуры в дисперсных системах при различной концентрации дисперсной фазы в жидкой среде наряду с теоретическим анализом (см. гл. I и II) и применением методов экспериментальной реологии [15] представляется существенно важным использовать методы, позволяющие непосредственно наблюдать процесс разрушения и образования микроструктур в сдвиговом потоке. Необходимость таких методов обусловлена тем, что при изучении реологических свойств методами инструментальной реологии, по существу, нельзя строго объяснить характер зависимости [c.123]

Таким образом, на основе теоретического анализа реологической кривой структурированной дисперсной системы в сочетании с экспериментальными методами инструментальной реологии и визуального изучения процесса разрушения можно схематически представить последовательные стадии разрушения структуры (рис. IV.4). [c.129]

Отличительной особенностью реологии, изучающей закономерности структурирования в дисперсных системах, структурномеханические свойства структурированных систем и их изменений иод влиянием внешних воздействий, является рассмотрение механических свойств на моделях, поведение которых описыва- [c.127]

Материал пособия представляет собой обобщение многих журнальных статей, реферативных изданий, тезисов, предисловий, научно-популярных брошюр и монографий, опубликованных по классическим работам в области физико-химии поверхностных явлений в дисперсных системах, общей механике и реологии материалов, а также по результатам оригинальных исследований, развиваемых научными школами П. А. Ребиндера, А. В. Думанского, Б. В. Дерягина, М. П. Во-ларовича, Г. В. Карпенко и др. Автор использовал и некоторые исследования зарубежных ученых в области физико-химической механики. В основу пособия положены также наиболее интересные результаты исследования автора, его учеников и сотрудников по реологии и физико-химической механике дисперсных систем и различных материалов на их основе. [c.5]

Микрореология (или структурная реология) устанавливает на основе статистич. физики связь между структурными параметрами и физ. св-вами составл5пощих тело элементов, с одной стороны, и его реологич. св-вамя как континуума (сплошной среды), с другой. Фундам. результат в этой области-ф-ла Эйнштейна, связывающая вязкость Т1 жидкой дисперсной системы с содержанием ф сферич. частиц дисперсной фазы Т1 = Т1х(1 + 2,5 ф), справедливая при ф 1 (т1х-вязкость дисперсионной среды). Впоследствии были получены обобщения этой ф-лы, учитывающие возможность гидродинамич. взаимодействия частиц дисперсной фазы, межмол. взаимодействия (поверхностные силы), несферич-ность твердых частиц, замену твердых частиц каплями жидкости. [c.249]

Более важными являются те особенности систем с минимально возможным значением фрактальности, которые могут быть основанием для ревизии самой целесообразности применения фрактального метода в описании состояния дисперсной системы. Следует учесть, что объем, занимаемый фрактальной флокулой, приравнивается к объему описанной вокруг нее сферы. Применительно к простым линейным цепочкам такой подход может быть оправдан, если их ориентация случайна и непостоянна. Тогда действительно они в своем движении, например при вращательной диффузии, очерчивают вокруг себя сферическую полость, которую они якобы всю и всегда занимают. В то же время реально существуют дисперсные системы, в которых ориентация линейных цепей параллельна и неизменна. Это, в частности, линейная цепочечная структура, возникающая при действии магнитного или электрического поля на соответствующие дисперсные системы. В концентрированном коллоидном растворе ферромагнетика расстояния между соседними параллельными цепями могут быть намного меньше их длины. Поэтому нельзя считать, что каждая цепь занимает такой же объем, как сфера с диаметром, равным длине цепи. Главное же обстоятельство состоит в том, что геометрия линейных цепочек настолько проста и предсказуема, что отпадает всякая необходимость рассматривать их как фрактальные объекты. В историческом плане это также оправдано, поскольку основополагающие идеи теоретической реологии, связанные с введением в практику уравнений структурного состояния в потоке, были выдвинуты и развиты [6] на примере цепочечной модели коагуляционных структур задолго до того, как были осознаны и стали применяться возможности фрактальной геометрии в описании коллоидов. В силу геометрической на1 лядности цепочечная модель позволяет со всей необходимой полнотой понять механизм важнейших реологических эффектов структурирования, поэтому ниже она будет рассмотрена отдельно и детально. Примечательно, что, оставаясь альтернативой фрактальной модели, цепочечная модель дает практически те же результаты, что и фрактальная. Поэтому она может одновременно считаться и частным случаем фрактальной модели. Примечательно, что, оставаясь альтернативой фрактальной модели, цепочечная модель дает результаты, которые в некоторых аспектах сходны с [c.712]

Наличие цеггочечных агрегатов и их ответственность за магнитооптические эффекты в феррожидкостях наглядно демонстрируется с помощью динамо-магнитооптического эффекта. Его суть в том, что цепочечные агрегаты легко разрущаются при механическом воздействии (течении), поэтому происходит ослабление оптического эффекта агрегации магнитным полем. Такие воздействия контролируемой величины легко создаются при сдвиговом течении феррожидкости, например при возвратно-поступательном движении тонкой стеклянной пластинки, помещенной в оптическую кювету с феррожидкостью. Результаты подобных опытов подтвердили эту гипотезу с увеличением скорости движения пластинки магнитооптический эффект уменьшался ожидаемым образом (рис. 3.136). Теория динамо-магнитооптического эффекта [4] положила начало принципиально новому подходу к проблемам реологии дисперсных систем. Она продемонстрировала возможность количественного описания структурного состояния дисперсных систем как функции скорости или напряжения ее сдвиговой деформации и тем самым ввела в теоретическую реологию понятие об уравнении структурного состояния вместо преобладавших тогда представлений о структуре как о некой качественной, статичной характеристике дисперсной системы. В работах П.А. Ребиндера указывалось, что изменение вязкости неньютоновских жидкостей объясняется измене- [c.759]

Одной из валснейших новтлх проблем современной коллоидной химии — физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений в них следует считать образование пространственных структур различного рода [1] в дисперсных системах и управление процессами структурообразования и свойствами дисперсных структур, прежде всего их механическими свойствами (деформационными и прочностными). Развитие этого раздела коллоидной химии в значительной мере способствовало возникновению самостоятельной области химической науки — физико-химической механики дисперсных структур и материалов [2]. Задача новой области знания, объединяющей ряд проблем реологии, молекулярной физики (физики твердого тела), механики материалов и технологии их производства, состоит прежде всего в установлении механизма и закономерностей процессов образования, деформации и разрушения дисперсных структур различного типа [3]. [c.52]

Особенности нефти изучали и другие науки — аналитическая, физическая, неорганическая, коллоидная химия, физика, реология и др. Представления о нефти как коллоидно-дисперсной системе получили импульс еще в работах Л. Г. Гурвича и позже нащди подтверждение в трудах П. А. Ребиндера, Г. И. Фукса, С. Р. Сергиенко, 3. И. Сюняева, Ф. Г. Унгера и др. [c.28]

Термины гиксостабильность, тиксотропия, тиксолабильность и реопексия заимствованы из коллоидной химии. Все эти свойства впервые наблюдались у коллоидных растворов и суспензий. Аналогичные явления имеют место в металлах и других технических твердых телах. Например, существует много общего между упрочнением металлов при деформации и реопексией или между так называемым гистерезисом механических свойств и тиксо-тропией. Однако представляется более правильным в области реологии нефтепродуктов сохранить коллоидно-химическую терминологию. По своим механическим свойствам нефтепродукты значительно ближе к гелям, золям и суспензиям, чем к твердым телам, а некоторые из них являются типичными дисперсными системами. [c.48]

Реология эмульсий изучена значительно меньше, чем реология коллоидных дисперсий, главным образом потому, что эмульсии являются системами намного более трудными для исследования. Дисперсную фазу составляет способная к деформации жидкость, а эмульгирующий агент создает третью фазу в форме слоя, адсорбированного вокруг капель, который видоизменяет силы когезии между каплями, а также силы между каплями и непрерывной фазой. Если при сдвиге капли лишь слегка искривлены, деформацию можно вычислить (Тэйлор, 1934) из выражения [c.262]

Работы Партса. Значение информации о реологии при изучении диэлектрических свойств дисперсных систем впервые отмечено Пар-тсом (1945). При исследовании суспензий угольного порошка в лаках он заметил, что емкость системы растет со временем после прекращения движения в ней. На рис. У.67 сравниваются результаты, полученные для двух образцов, один из которых был более тиксо-тропен, чем другой. Парте предположил, что диэлектрические свойства связаны с реологическими и образование агломератов является причиной наблюдаемых характеристик. [c.405]

Несколько полнее дру1их теоретических разделов изложены основы реоло-11П1 дисперсных систем, так как реологические свойства тесно связаны с взаимодействием частиц II являются основным источником сведений о структуре системы, допускающих количественную трактовку с позиций взаимодействия частиц. Кроме того, изложение реологии дисперсных систем в учебниках недостаточно последовательно и строго, содержит неточности, оставляет неясным физический смысл ряда важнейших понятий. [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология