Дисперсные системы реологические

Реологические свойства пластичных смазок. Пластичные смазки по определению являются пластичными аномально вязкими телами. Их реологические свойства значительно сложнее, чем у жидких масел (жидкостей), что определяет коренные различия условий оптимального применения масел и смазок [284]. Пластичные смазки представляют собой дисперсные системы класса псевдогелей. Частицы загустителя (мыла, парафин, церезин, пигменты), имеющие коллоидные размеры, образуют структурный каркас смазки, подобный губке. Поры каркаса удерживают дисперсионную среду — жидкое масло.-Наличие жесткого структурного каркаса наделяет смазки свойствами твердого тела. [c.271]

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]

Широкий спектр размеров и характеристик взаимодействия частиц в реальных дисперсных системах обусловливает большое разнообразие реологических свойств последних, что находит применение в различных областях. Вместе с тем дисперсные системы являются основными носителями механических свойств объектов живой и неживой природы. [c.325]

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]

Целью работы является установление взаимосвязи между устойчивостью дисперсной системы и ее реологическими свойствами па примере коллоидных растворов и суспензий ферромагнитных материалов, устойчивость которых в широком диапазоне меняется под влиянием магнитного поля. [c.180]

Рассмотренные результаты исследований в области регулирования фазовых переходов в нефтяных дисперсных системах могут быть успешно использованы при решении рецептурных задач на заводах полиграфических красок. Результаты реологических исследований показывают возможность регулирования в широких пределах свойств растворов ВМС нефти, некоторые из которых могут явиться эффективными связующими в красках различных типов печати. [c.265]

В зависимости от состава и температуры нефть и ее фракции могут образовывать дисперсные системы, приобретая свойства неньютоновских жидкостей, в связи с чем изучению их реологических свойств (прочности и устойчивости против расслоения) придается большое значение. [c.21]

Для общего практикума по коллоидной химии рекомендуются работы 1, 2, 9, 13—16, 18—22, 24—29, 31—34, 38—43, Некоторые работы полезно выполнять на одном объекте, чтобы получилось комплексное изучение свойств дисперсной системы (например, исследование дисперсионного состава, электрических и реологических свойств суспензии глины в воде и т. п.). [c.3]

Рис. VII. 12. Реологические кривые для дисперсной системы охра — вода с различным содержанием охры.

Разбавленные агрегативно устойчивые дисперсные системы не образуют пространственной сетки из частиц дисперсной фазы (структуры), и поэтому их реологические свойства близки нли подобны свойствам дисперсионной среды. Зависимость вязкости таких систем от концентрации дисперсной фазы описывается уравнением Эйнштейна [c.185]

Как классифицируют дисперсные системы по их реологическим свойствам Приведите типичные кривые течения для них. [c.204]

Практический интерес при изучении вязкостных характеристик жидких дисперсных систем представляют реологические исследования. Реологическим исследованиям нефтяных систем уделяется значительное внимание. Особые трудности при этом возникают из-за проявления отклонения их поведения во многих случаях от поведения ньютоновских жидкостей. Реологические исследования позволяют связать макроскопические деформации и течение нефтяной дисперсной системы с мгновенными конфигурациями и движением ее гидродинамически подвижных частиц. В свою очередь вязкое сопротивление является функцией межмолекулярных взаимодействий в системе, определяющих ее инфраструктуру. [c.88]

Анализ кривых течения растворов асфальтенов и лакового битума в минеральном масле показывает, что эти два вида ВМС нефти формируют в минеральном масле струк-т фные образования различной прочности. В растворах битума характерно образование большого количества пространственных структур с низкой прочностью. В растворах асфальтенов, по-видимому, образуются более компактные и прочные структуры. Можно предположить, что при этом сольватный слой структурных образований в растворах лакового битума имеет большую толщину, чем в растворах асфальтенов пиролизной смолы. Следует отметить, что наиболее прочную структуру в минеральном масле образует лаковый битум, а наименее прочную — асфальтены. Асфальтит занимает среднее положение между битумом и чистыми асфальтенами. Такое же положение он занимает и по реологическому поведению. С увеличением температуры относительная прочность структур из лакового битума уменьшается. Можно предположить, что при более высоких температурах (около 60°С) уменьшается относительная прочность структур и в растворах асфальтита, что обусловлено образованием за счет содержащихся в лаковом битуме и асфальтите парафино-нафтеновых, легких и средних ароматических углеводородов сольватных слоев значительной толщины вокруг ядер структурных образований. Естественно, это способствует образованию термически и механически непрочной структуры. Асфальтены из пиролизной смолы формируют плотные структурные образования, занимающие относительно небольшой объем в дисперсной системе. Поэтому при низких температурах в этих растворах образуется недостаточно развитая пространственная сетка, но термически более прочная, чем в растворах ВМС, содержащих парафино-нафтеновые и ароматические углеводороды. [c.257]

Если в результате потери дисперсной системой устойчивости при агрегации и/или седиментации частиц и последующей коалесценции происходит ее разделение на макрофазы, то можно говорить о полном разрушении, гибели , дисперсной системы. Однако во многих случаях процесс ограничивается лишь соприкосновением частиц, причем силы сцепления между ними уже противостоят тепловому движению. Такому переходу от свободно-дисперсного к связно-дисперсному состоянию отвечает образование пространственной сетки частиц—структуры, наделенной новыми по сравнению с исходной свободно-дисперсной системой свойствами — структурно-механическими (реологическими) свойствами, т. е. способностью сопротивляться приложенным механическим воздействиям в ходе формоизменения, течения, разрыва и т. п. иными словами, дисперсная система приобретает свойства материала. [c.302]

Рассмотренные в предыдущих двух главах процессы нарушения агрегативной устойчивости дисперсных систем приводят в одних случаях к их разделению на макрофазы, в других — к развитию в объеме системы пространственной сетки-структуры, т. е. к переходу свободнодисперсной системы в связнодисперсную, в которой силы сцепления в контактах между частицами достаточно велики, чтобы противостоять тепловому движению и внешним воздействиям. При этом наблюдается радикальное изменение свойств дисперсной системы она приобретает комплекс новых — структурно-механических (реологических) свойств, характеризующих сопротивление деформации и разделению на части, т. е. отвечающих ее способности служить материалом. Система приобретает механическую прочность — главное свойство всех твердых тел и материалов, определяющее их роль в природе и в технике. Закономерности структурообразования в дисперсных системах, механические свойства структурированных систем и получаемых на их основе разнообразных материалов, с особым вниманием к роли физико-химических явлений на границе раздела фаз, изучает обширный самостоятельный раздел коллоидной химии, названный физико-химической механикой. [c.306]

Структурно-механическая прочность и агрегативная устойчивость нефтяных дисперсных систем. Одной из основных проблем коллоидной химии нефтей и их фракций является исследование, пространственных структур различного рода в нефтяных дисперсных системах и регулирование разнообразными приемами их механических свойств деформационных и прочностных. Необходимость решения данной проблемы способствовала становлению самостоятельной области коллоидной химии — физико-химической механики нефтяных дисперсных систем. Обобщение значительного эмпирического материала позволило в работе [112] предложить с точки зрения макрореологии (диаграмму изменения структурномеханической прочности с ростом температуры в многокомпонентных нефтяных дисперсных системах (рис. 5). Участок ВГ, имеющий различную ширину в зависимости от строения исследуемой нефтяной системы и вырождающийся в точку для битумов, характеризует ньютоновское поведение в полностью разрушенной структуре, вязкость которой не зависит от скорости сдвига. Точка В отвечает пределу текучести системы. С понижением температуры нефтяная система становится тгересыщенной по отношению к твердым углеводородам, выделение которых из однородного с реологической точки зрения расплава приводит к структурированию системы. На участке БВ взаимодействие формирующихся структурных элементов обуславливает вязкопластическое течение обратимо разрушаемой структуры и наличие предельного напряжения сдвига в точке Б. По мере снижения температуры на этом участке скорость формирования коагуляционных контактов мел ду надмоле- кулярными структурами превышает скорость их разрушения под действием механической нагрузки. В точке Б нефтяная система те- [c.38]

Реологические свойства устойчивой разбавленной дисперсной системы вследствие отсутствия взаимодействия частиц определяются поведением в потоке отдельной частицы, так что диссипацию энергии во всей системе можно найти простым суммированием потерь энергии на отдельных частицах. [c.197]

VII.18.9. По результатам измерений определить тип дисперсной системы (твердая или жидкая) и ее реологические константы т], О, I. [c.251]

Дисперсные системы имеют две фазы мелко раздробленную дисперсную фазу и дисперсионную среду. Состав системы определяет величину сил, действующих между частицами, так как он влияет на потенциал и толщину двойного слоя. Силы взаимодействия между частицами, а также их концентрация, определяют структуру дисперсной системы и, следовательно, ее реологические свойства. [c.80]

Перечисленными аномалиями вязкости не исчерпываются особенности реологических свойств структурированных дисперсных систем. Дисперсные системы, сохраняющие по виду свойства обычных жидкостей, по модулю сдвига и времени релаксации часто приближаются к твердым телам. Например, 0,5%-ный раствор желатины имеет период релаксации 8 10 с, тогда как для канифоли при 55 °С, внешне еще сохраняющей признаки твердого тела, он гораздо меньше т = 5 10 с. Таким образом, даже при небольших концентрациях дисперсной фазы дисперсные системы могут рассматриваться как переходные от жидкостей к твердым телам. [c.431]

Начиная с 1930- г., М. П. Воларович и его сотрудники проводят интересные исследования по реологическим свойствам коллоидных систем. Они изучают режимы и особенности течения и механических свойств различных дисперсных систем минеральных суспензий, торфяной массы, мыла и др. Им удалось найти ряд общих математических соотношений, позволяющих решить на основании реологических свойств вопрос о структуре дисперсной системы. Они предложили много оригинальных приборов для исследования упруго-вязких свойств дисперсных систем. [c.7]

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]

Описание реологических свойств строится на основе различных моделей, в частности, цепочечной модели, развитой Бибиком и Лавровым при течении дисперсной системы через поперечное электрическое или магнитное поле в ней возникают поляризованные цепочки частиц, текущие как одно целое поляризация изменяет не только оптические (см. раздел XII. 7), но и реологические свойства дисперсий, изучение которых позволяет выявить физический смысл важнейших параметров (таких как Ха в (XIV. 6), т в (XIV. 11) и др.). [c.276]

Нарушение устойчивости в результате процессов коагуляции, коалесценции и диффузионного переноса вещества ведет к изменению строения и свойств дисперсных систем. Существенно отметить, что коагуляция и срастание частиц придают дисперсной системе качественно новые, структурно-механические (реологические) свойства, в частности прочность и тем самым способ- [c.8]

В последнее время интенсивно развиваются методы, основанные на идеях, заимствованных из статистической физики, которые позволяют учесть хаотичный характер расположения частиц. Начало использованию статистических методов в механике суспензий было положено Бюр-герсом [96]. Далее методы статистического осреднения были развиты в работах Тэма [113] и Бэтчелора [114-116]. На наш взгляд, наиболее законченную фюрму эти методы приобрели в работах Буевича с сотрудниками [ 96, 117-119] и Хинча [120]. Главная идея, лежащая в основе указанных методов, состоит в том, что законы сохранения и реологические соотношения, описывающие некоторое произвольное состояние системы частиц (конфигурацию расположения центров частиц), должны усредняться по ансамблю возможных состояний системы. Такой ансамбль полностью описьгаается функцией распределения P t, Сдг), которая представляет собой плотность вероятности конфигурации N частиц в ЗЖ-мерном фазовом пространстве, образованном компонентами радиус-векторов Р центров частиц jv = . При этом среднее значение локальной физической величины 0(t, r ), которая связана с точкой г дисперсной системы и определяется конфигурацией jV, дается выражением [c.69]

Состояние таких коллоидных систем оказывает решающее влияние иа физико-механические свойства вообще и на реологические свойства в особенности. Это имеет очень важное значение для решения трудных и ответственных задач технологии нефти и исиользова-иия таких нефтепродуктов, как технические битумы, топочные мазуты, консистентные смазки и т. п. При рассмотрении подобных коллоидных систем часто недостаточно учитывают качественные особенности их основных компонентов и почти совсем не учитывают роль нефтяных смол как равноправного компонента (наряду с углеводородами) дисперсной системы. Между тем эти факторы оказывают весьма существенное влияние на всю систему в целом, на ее физико-механпческие свойства, которые и определяют в основном технические качества таких иродуктов. [c.495]

Реологические свойства (структурно-механические свойства, температура застывания, вязкость и др.) НДС зависят в первую очередь от ее физического состояния, на которое оказывает влияние соотношение энергий межмолекулярного взаимодействия и теплового движения. Нефтяные дисперсные системы могут находиться в трех физических состояниях вязкотекучем (жидком), высокоэластическом и твердом. Способность к вязкому течению таких продуктов, как битумы, пеки, используют для пх внутризаводского транспортирования по трубопроводам. Для НДС характерно высокоэластическое состояние в интервале между температурами стеклования и вязко текучестн (температуры размягчения). [c.18]

Укрупнение частиц может идти двумя путями. Один из них, называемый изотермической перегонкой, заключается в переносе вещества от мелких частиц к крупным, так как химический потенциал последних меньше (эффект Кельвина). В результате мелкие частицы постепенно растворяются (испаряются), а крупные растут. Второй путь, наиболее характерный и общий для дисперсных систем, представляет собой /соаг(/ля <и/о, заключающуюся в слипании (слиянии) частиц дисперсной фазы. В общем смысле под коагуляцией понимают дотерю агрегативной устойчивости дисперсной системы. Коагулящ я в разбавленных сИЖМах приводит к потере, седимеитационной устойчивости и в конечном итоге к расслоению (разделению) фаз. К процессу коагуляции относят адгезионное взаимодействие частиц дисперсной фазы с макроповерхностями. В более узком смысле коагуляцией называют слипание частиц, процесс слияния частиц получил название коалесценции. В концентрированных системах коагуляция может проявляться в образовании объемной структуры, в которой равномерно распределена дисперсионная среда. В соответствии с двумя разными результатами коагуляции различаются и методы наблюдения и фиксирования этого процесса. Укрупнение частиц ведет, нанример, к увеличению мутности раствора, уменьшению осмотического давления. Структурообразование изменяет реологические свойства системы, например, возрастает вязкость, замедляется ее течение. [c.271]

До сих пор шла речь, в основном, вообще о структурно-механических (реологических) свойствах свободнодисперсных и связнодисперсных систем, обладающих коагуляционной и конденсационно-кристаллизационной структурой. Вместе с тем эти системы объедиияют большинство различных природных и синтетических материалов, используемых в народном хозяйстве. Поэтому знание общих закономерностей образования систем с определенными структурно-механич ескими свойствами помогает находить методы управления такими свойствами конкретных материалов. К важнейшим материалам относятся металлы, сплавы, керамика, бетоны, пластмассы и др. Как уже указывалось, их реологические свойства описываются типичной для твердообразных систем зависимостью деформации от напряжения (см. рис. VII. 15). Несмотря на небольшую пористость или даже ее отсутствие, все эти материалы полученные в обычных условиях, являются дисперсными система ми. Их структуру составляют мельчайшие частицы (зерна, кри сталлики), хаотически сросшиеся между собой. Технология пере численных материалов, как правило, предусматривает предвари тельный перевод исходного сырья в жидкообразное состояние которое позволяет различными методами регулировать структур но-механические и другие свойства продукта. Технологам, занимающимся получением материалов, очень важно знать механизм образования тех или иных структур, а также методы регулирования их свойств, в частности механических. [c.382]

Структурообразование в дисперсных системах в условиях ие-црерывиого разрушения структуры изучается с помощью специальных вискозиметров, позволяющих измерять вязкость при различных скоростях потока жидкости или наблюдать изменение вязкости во временн прн фиксированной скорости потока (при фиксированном градиенте скорости сдвига). Приборы, основанные на первом принципе, используют для получения реологических констант тамгюиажпых растворов, которые необходимы при гидравлических расчетах. Подобные измерения можно производить только во время стадии И, когда структурно-механические свойства портландцементной суспензии меньше изменяются во времени. Для изучения кинетики структурообразования тампонажных растворов в условиях непрерывного разрушения структуры применяются приборы, называемые консистометрами. Они фиксируют сопротивление, оказываемое суспензией перемешиванию при постоянной частоте вращения мешалки. Измеряемая величина, называемая консистенцией, характеризует эффективную вязкость суспензии прл интенсивности перемешивания, примерно соответствующую реальным условиям цементирования глубоких скважин. [c.110]

Качественным определением размеров частиц дисперсной фазы нефтяной дисперсной системы можно считать коэффициент Трекслера [44]. Установлено, что при его уменьшении усиливаются аномалии реологических свойств асфальтенсодержа-щих систем [45, 46]. [c.83]

Работы Эйнштейна явились первыми и наиболее известными микрореологичес-кими исследованиями, заключающимися в определении реологического поведения сложных дисперсных систем при помощи известных реологических свойств составляющих их элементов, предполагая квазиоднородность и квазиизотропность материалов. Было принято, что в рассматриваемых дисперсных системах — суспензиях — дисперсная фаза представляет собой твердые частицы шарообразной формы, а пространство между ними заполнено непрерывным образом дисперсионной средой — простой вязкой жидкостью. Как показала практика, за исключением простейших случаев, а тем более для сложнейших нефтяных систем, такой подход непригоден ввиду сложности действительного строения дисперсных систем. При этом целесообразно вводить вместо реальной системы некоторые модели, предполагая аналогичность их поведения поведению рассматриваемых реальных объектов. [c.88]

Испытания печатных красок проводятся для определения степени соответствия ее показателей нормам, регламентируемым стандартами и техническими условиями, либо для выбора оптимальных режимов печатания, обеспечивающих требуемое качество печатного оттиска и, наконец, с целью предусмотрения необходимых средств для подготовки краски к использованию. Нами определялись некоторые технологические характеристики растворов высокомолекулярных соединений нефти в минеральных маслах с целью оценки их пригодности для использования в качестве печатных красок. Смеси приготавливали с использованием масла МП-12, в которое добавляли 10% мае. ВМС. Растворение ВМС проводили при темпера1урах от 90 до 140°С в течение 30 минут при перемешивании, В процессе закрепления краски на оттиске част1. растворителей и низкомолекулярных компонентов связующего впитывается в поры бумаги. При этом возможны также проникновение в поры бумаги краски, а также коагуляция пигментов на поверхности бумаги. Последние два обстоятельства оказывают существенное влияние на качество оттиска. Определяющими показателями качества красок в этих случаях являются их дисперсность, реологические характеристики, агрегативная устойчивость против расслоения. С увеличением дисперсности системы, то есть с уменьшением размеров агрегатов частиц пигментов, увеличивается степень их проникповения б поры бумаги. От концентрации частиц и [c.265]

Макросвойства системы — свойства системы, связанные с состоянием элементарных составляющих системы, определяемым совокупностью микросвойств. Показатели, оценивающие уровень взаимодействия надмолекулярных структур и структурных образований в системе (например, плотность, вязкость, реологические параметры, седиментационная устойчивость, дисперсность системы или размеры частиц дисперсной фазы). [c.316]

Следует иметь в виду, что представления о структуре материала основаны на закономерностях взаимодействия компонентов данного материала. В коллоидной химии изучаются составы, имеющие два основных компонента, точнее, две фазы дисперсную фазу (чаще всего в виде мелких твердых частиц) и дисперсионную среду (обычно жидкость, содержащую различные растворенные вещества). Состав системы определяет величину сил, действующих между частицами (так как от него зависят потенциал и толщина двойного слоя, а также толщина и состояние адсорбционного слоя поверхностно-активного вещества или полимера). Межчастичные силы и концентрация частиц, а часто и предыстория определяют, в свою очередь, структуру дисперсной системы и, следовательно, ее реологические свойства, поэтому, приступая к изучению реологических свойств, необходимо хотя бы в общих чертах познако- [c.151]

Основными факторами, определяющими структуру и реологические свойства дисперсной системы, являются концентрация частиц ф (объемная доля) и потенциал парного взаимодействия частиц. График зависимости энергии взаимодействия 21/ двух частиц от расстояния к между ними называют потенциальной кривой (рис. 93). Основными параметрами потенциальной кривой являются высота потенциального барьера А Утах, глубина потенциальной ямы Аб/щш (энергия связи частиц) и координата минимума энергии йо. В разбавленных агрегативно устойчивых дйсперсных системах (ДС/тах>А7, Аитш<.кТ, где Л7 —энергия теплового движения частиц) частицы сохраняют полную свободу взаимного перемещения или, как говорят, определенная структура [c.156]

Реологический эксперимент является важным источником сведений о структуре, взаимодействии частиц и состоянии их поверхности. Вычисление характеристик дисперсной системы из данных реологического эксперимента, как и решение обратной задачи —расчета параметров течения системы на основе данных о поверхностных свойствах частиц,—требует знания иаиболее распространенных методов проведения реологического опыта, расчетных соотношений и их возможностей. Обычно задается (или измеряется) скорость сдЕИга 7 = г /L (рис. УП.21) и сила сопротивления среды Р, показанная на рисунке пружиной. [c.214]

Vn.17.1. К какому реологическому типу (ньютоновскому, дилатантному или тиксотропному) принадлежит дисперсная система при заданных параметрах взаимодействия частиц и состава (г13о, я, А, п, а, е) или других [c.224]

Изучение процессов структурирования и деструктурирования в дисперсных системах часто удобно вести путем наблюдения за изменением в них типичного для жидких систем свойства — вязкости, тесно связанного с другими реологическими свойствами систем. При этом следует учитывать, что вязкость некоторых лиофобных золей и особенно растворов высокомолекулярных веществ обнаруживает ряд аномалий а) неподчинение закону Ньютона и Пуазейля, б) изменение во времени, в) аномальное поведение с изменением температуры, г) изменение от механических воздействий (явление тиксотропии). В таких системах появляется дополнительная вязкость, обусловленная добавочным сопротивлением (трением) течению жидкости за счет образования сеткообразных структур. Такая вязкость получила название структурной. Таким образом, вязкость указанных систем можно рассматривать как сумму двух слагаемых нормальной вязкости, обусловленной нормальным, подчиняющимся законам Ньютона и Пуазейля, ламинарным течением жидкостей ( 31) и структурной вязкости Г]отр [c.370]

IV. Основы физико-химической механики. Здесь приведены способы реологического описания механического поведения различных конденсированных систем, изложение основных закономерностей и механизма взаимодействия частиц дисперсных фаз и процессов структурообразования в различных типах пространственных структур, возникающих в дисперсных системах, и, далее, анализ закономерностей диспергирования и разрушения реальных твердых тел и влияния поверхностно-активной среды на эти процессы (эффект Ребин-дера). [c.13]

В этом параграфе мы сопоставим на конкретных примерах то, что было сказано о реологическом поведении и о структурообразо-вании в дисперсных системах. [c.325]

Мы рассмотрели типичный пример тиксотропного реологического поведения структурированной дисперсной системы. Оно во многом зависит от того, в какую сторону сдвинуто равновесие процессов разрушения и восстановления контактов между частицами. Поскольку скорость восстановления контактов связана с броуновским движением частиц, она конечна, и установление указанного равновесия требует определенного времени. Соответственно самопроизвольное тиксотропнос восстановление структуры после механического разрушения происходит во времени. Вследствие полного разрушения структуры на участке IV [c.330]

НОВСКИХ жидкостей. Ого разнообразие в реологическом поведении реальной дисперсной системы с коагуляционной структурой огшсыва-ется, по Ребиндеру, полной реологической кривой. На рис. XI-20 приведен пример такой зависимости V = V (т) для суспензии тонко-дисперсного бентонита. Кривая позволяет выделить четы >е характерных учасгка. [c.391]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология