Реологические свойства полимерных жидкостей

Влияние полидисперсности полимеров (молекулярномассового распределения - ММР) на реологические свойства полимерных жидкостей существенно. Это обусловлено тем, что аномалия вязкостных свойств по сути своей - релаксационный эффект. Расширение ММР волокнообразующих полимеров обусловливает усиление аномалии вязкостных свойств. Как отмечалось ранее, аномалия вязкостных свойств растворов и расплавов полимеров определяется несколькими факторами [c.201]

Изменение реологических свойств полимерных жидкостей при формовании волокон [c.176]

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]

Обычное полимерное заводнение основано исключительно на изменении реологических свойств вытесняющей жидкости. При приготовлении полимерных растворов стараются полностью удалить нерастворимую часть полимера, чтобы избежать ее застревания в порах и снижения коллекторских свойств пласта. Практически во всех остальных изоляционных методах закачиваемые составы работают как за счет реологических свойств, так и за счет изменения структуры порового пространства частицами составов, которые обычно представляют собой дисперсные системы. [c.27]

Возможности регулирования реологических свойств полимерных жидкостей [c.68]

Изменение реологических свойств при синтезе полимеров. Учет особенностей, связанных с изменением реологических свойств текущей жидкости во времени, является основой математического моделирования технологических задач при химическом формовании. Изменение вязкости и всего комплекса вязкоупругих свойств в процессе полимеризации при получении линейных полимеров представляется следствием роста макромолекулярных цепей и увеличения их содержания в реакционной массе. Следовательно, в процессе образования линейного полимера изменяются два основных фактора, определяющих реологические свойства полимерных растворов, — молекулярная масса полимера и его концентрация в растворе, а характер их изменения обусловлен кинетической схемой процесса. При отверждении полифункциональных соединений, образующих трехмерную сет- [c.68]

По одному из прорабатываемых направлений твердую фазу полностью исключают из бурового раствора, а надлежащие струк-турно-реологические свойства создают соответствующими полимерными реагентами. Однако высоковязкий тиксотропный полимерный раствор при превышении определенной величины репрессии все же проникает в коллектор [79], что несколько усложняет последующее расформирование зоны проникновения. Так как в пласт поступает не фильтрат, а раствор, то необходимо создание значительной депрессии при вызове притока из-за неустойчивости некоторых видов полимеров к минеральной агрессии. На последнем эффекте основаны некоторые технологии изоляции [80]. Однако это дает положительный результат только при формировании гидроизоляционного экрана небольшой толщины, а при значительном удалении в глубину пласта приводит к ухудшению качества вскрытия. Поэтому многие исследователи приходят к выводу о необходимости наличия в промывочной жидкости твердой фазы (в лучшем случае кислоторастворимой) и использования полимеров, устойчивых к пластовым минеральным солям [81, 82]. Другие исследователи идут дальше и предъявляют требования к составу твердой фазы с обязательным включением микрогетерогенной и коллоидной фракций [58]. [c.63]

Простой, основанный на скорости вытекания жидкости вискозиметр пригоден д.пя заводских нужд, а также для работы с ньютоновыми жидкостями, вязкость которых не зависит от скорости истечения. Большинство красок, растворов смол и полимерных суспензий не относятся, однако, к ньютоновым жидкостям, и для них вязкости, полученные с помощью таких вискозиметров, крайне недостаточны. Были созданы разнообразные типы вискозиметров сложной конструкции, с помощью которых экспериментатор может получать детальную информацию о реологических свойствах краски. [c.384]

При изучении реологических свойств жидкостей рассматриваются и очень малые деформации, когда связи, существующие в материале, не разрушаются, а только несколько деформируются, и большие деформации, когда происходит перемещение сегментов полимерной молекулы относительно друг друга. В первом случае движение носит локальный характер, т. е. фиксируются малые времена релаксации, связанные с быстрыми перестройками структуры. От такого рода локальных деформаций зависят такие физические свойства кристаллических полимеров, как модуль упругости, жесткость, предел текучести, сопротивление ползучести, точка размягчения по Вика, температура плавления и проницаемость по отношению к различным жидкостям. Хотя исследование этих свойств очень важно для реологии, мы не будем касаться этой [c.83]

Из рис. 4.22 также следует, что если не учитывать области напряжений, близких к Тт, то концентрированные анизотропные растворы проявляют менее выраженную аномалию вязкости, В этом, по-видимому, отражается принципиальное отличие реологического поведения полимерных и низкомолекулярных жидких кристаллов. Дело в том, что в первом случае сама изотропная система является вязкоупругой, т. е. проявляет комплекс нелинейных эффектов, а именно аномалию вязкости, упругие и тиксотропные свойства. Изотропные расплавы низкомолекулярных веществ, способных образовывать жидкие кристаллы, — это, как правило. Ньютоновские жидкости, не содержащие типичных для полимеров надмолекулярных структурных образований (или сетки зацеплений), частичное разрушение которых ответственно за проявление аномалии вязкости и упругих свойств. [c.162]

Уравнения для расчета потерь на трение у неньютоновских тел. Описанные до сих пор способы расчета потерь на трение применимы для движущихся тел, реологические свойства которых полностью характеризуются их вязкостью. Такие тела называются ньютоновскими, к ним относятся все газы и все низкомолекулярные жидкости и растворы. Растворы и расплавы полимерных материалов, такие, например, как расплавы пластмасс или высококонцентрированные суспензии, которые состоят из набухших твердых веществ (глина), представляют собой неньютоновские тела. Их реологические свойства связаны с размером, формой, гибкостью, наличием и величиной электрического заряда и другими коллоидными свойствами [14]. [c.84]

Изложенные выше представления об упругих телах, вязких жидкостях и линейных вязкоупругих средах являются теоретическим фундаментом современных концепций реологических свойств-полимеров. Они основаны па модельном описании поведения полимеров как сплошных сред в простейших условиях деформирования. -Так, модель упругого тела описывает совокупность равновесных состояний среды, модель вязкой жидкости — поведение материала в установившемся сдвиговом течении, модель вязкоупругого тела с линейной зависимостью между напряжениями и деформациями — различные режимы деформирования при малых (стрем ящихся к пулю) напряжениях, деформациях и скоростях деформаций. Все эти случаи являются крайними из многообразия возможных процессов деформирования, но вместе с тем они являются важнейшими, так как любые сложные теории реологических свойств полимерных систем должны удовлетворять закономерностям их поведения в заказанных простейших условиях. [c.103]

Сжимаемость большинства полимеров при температуре переработки намного превышает сжимаемость низкомолекулярных жидкостей. Например, сжимаемость полиэтилена при 100° С и давлении 10 ООО атм превышает сжимаемость сероуглерода более чем в два раза. Вязкость полимерных материалов, таким образом, заметно увеличивается с ростом давления и результаты исследования реологических свойств, полученные при обычных давлениях, могут оказаться неверными в области больших давлений. [c.171]

Одним из отличительных свойств растворов полимеров является высокая вязкость. Даже разбавленные их растворы мало текучи по сравнению с чистым растворителем. При этом они, как правило, не подчиняются основным реологическим законам, справедливым для низкомолекулярных жидкостей. Для растворов полимеров (рис. 1.29) зависимость вязкости от давления (кривая Л) имеет существенные отличия от аналогичной зависимости для истинных жидкостей (кривая В). Вязкость полимерных систем в области ламинарного потока с ростом давления вначале снижается, а затем, достигнув некоторого значения, стабилизируется. В области турбулентного потока вязкость вновь возрастает. [c.75]

Для описания механических свойств упруговязких жидкостей предложено большое число различных реологических уравнений состояния. Сприггс и др. [1] провели сопоставление известных экспериментальных результатов с теоретическими выводами. Некоторые из рассмотренных ими теорий основаны на общих принципах механики сплошных сред, другие — используют некоторые феноменологические представления. Известные в настоящее время экспериментальные факты недостаточны, чтобы провести полную оценку справедливости известных теорий и попытаться достичь нового более глубокого понимания проблемы вязкоупругости в полимерных системах. [c.206]

Пример № 1. Яркую иллюстрацию сказанного можно найти в истории развития теоретической и экспериментальной реологии. Длительное время она рассматривалась главным образом как специфическая механика вязко-упругих жидкостей, затем центр тяжести приложения реологических исследований был перенесен в область научных основ переработки полимерных материалов. После этого резко возросла технологическая значимость реологии, и реологические характеристики материалов с непреложной необходимостью стали также относить к технологическим свойствам [84, 87, 89, 100— 102]. Однако Б последнее время выяснилось, что результаты реологических измерений дают важную информацию о структурных особенностях полимеров. Это расширило возможность применения реологических методов для характеристики фундаментальных свойств систем (их молекулярно-массовых параметров, химического строения структуры) и чрезвычайно усилило интерес к ннм [103]. [c.195]

Изучение свойств полимерных жидкостей — лишь небольшая часть науки, называемой реологией. Реология — раздел механики, посвя-ш,енный изучению течения, но сейчас реология — понятие гораздо более широкое. Она включает почти все аспекты изучения деформации материалов под влиянием приложенных напряжений, т. е. реология— это наука о-внутренней реакции материала на приложение силы. Реологические свойства материалов, представляющих наибольший интерес, располагаются между свойствами двух крайних простейших типов сред ньютоновской жидкости и гуковского твердого тела. [c.9]

С увеличением температуры следует ожидать уменьшения структурирования жидкостей и соответственно аномалия реологических свойств полимерных систем должна уменьшаться. Действительно, с повышением температуры величина критического градиента скорости, при котором начинается вторая (неньютоновская) ветвь кривой, увеличивается. Ориентировочно при увеличении температуры рашлава на 100 °С критическая скорость сдвига возрастает на один порядок. [c.59]

Интенсификация процессов переработки полимерных материалов направлена на изменение характера течения неньютоновых> жидкостей [41]. Акустические воздействия позволяют реализовать различные эффекты, влияющие на реологические свойства полимеров. Эти эффекты можно условно разделить на две группы поверхност ые и объемные. [c.139]

В реометрии буровых растворов традиционно большее внимание уделялось изучению объемных реологических свойств (А.Г. Аветисов, А.И. Булатов, А.Х. Мирзаджанзаде, А.И. Пеньков, Ф.Д. Овчаренко, Н. Маковей, Ф. Роджерс и др.), что диктовалось необходимостью обеспечения требуемых гидравлической программой многочисленных и часто взаимоисключающих требований к параметрам растворов на разных участках циркуляционной системы. Задача эта теоретически и технически весьма сложная, поскольку диапазон скоростей сдвига, которым повергается технологическая жидкость в процессе циркуляции, достигает 8-ми порядков (Д. Маковей). К настоящему времени эти вопросы достаточно хорошо проработаны для большинства буровых систем на глинистой и полимерной основе. [c.7]

В обзоре [13] отмечается, что полифторалкоксифосфазены имеют лабильную структуру, зависящую от условий получения полимера и его термической предыстории. Главной причиной формирования мезоморфного состояния этих полимеров является специфическое взаимодействие основной полимерной цепи с боковыми цепями, содержащими большое число электроотрицательных атомов фтора. Особенно большое внимание уделялось исследованию поли[бис(трифтор-этокси)фосфазена]. Отмечается, что своеобразное строение мезофазы этого полимера обуславливает способность полимерного материала в мезоморфном состоянии течь подобно жидкости. Структура изотропного расплава полифосфазена сохраняет основные черты строения мезофазы, отличаясь свернутой конформацией макромолекул [212]. В области 453-493 К существенно изменяются реологические свойства и ряд структурных характеристик мезофазного расплава полимера, что сопровождается тепловым эффектом [213]. Предполагают, что в этой области температур происходит конформационное превращение макромолекул полимера с образованием структуры, промежуточной между одномерной слоевой и двумерной псевдогональной. Обнаружена высокая чувствительность мезофазы поли[бис-(фторэтокси)фосфазена] к приложенному давлению (до 400 МПа) повышение температуры перехода полимера (Г]) из кристаллического состояния в мезофазу, резкое расширение области существования мезофазы с ростом давления, а также ее упорядочение [211]. [c.352]

Сравнительно хорошая воспроизводимость величины максимальной вязкости полимеров при ее измерении на различных приборах означает, что свойства сплошной структурной сетки в растворах полимеров принципиально отличаются от свойств структурной сетки типичных гелей гетерогенных коллоидов. Это отличие состоит в том, что положение узлов полимерной сетки на полимерной цепи не фиксировано — они могут сравнительно свободно скользить вдоль цепи под действием приложенного напряжения. Это узлы чисто топологические. В точках контакта цепей силы сцепления между ними не действуют, и поэтому наличие узлов не мешает макромолекулам двигаться в направлении действующей на них силы. В сущности, структурная сетка полимерных расплавов и концентрированных растворов по реологическим свойствам является высоковязкой жидкостью. Механизм ее течения известен — это рептации (см. подраздел 3.16). Ни одна из известных количественных теорий вязкости полимеров не опрфа-ется на этот факт, поэтому к приводимым ниже формулам и константам уравнений следует относиться как к эмпирическим, более или менее удачно отражающим экспериментальные данные. [c.819]

Существование не равных нулю диагональных компонент тензора напряжений при сдвиговом течении представляет собой специфическую особенность реологических свойств жидкости, типичную для многих полимерных систем. В ряде случаев этот эффект наблюдается и для других жидкостей. Полученные результаты показывают, что в установившемся сдвиговом течении поведение жидкости определено, если известна не только зависимость т ( у), подробнЬ рассмотренная в гл. 2, но и зависимости нормальных напряжений от скорости деформации, т.е. функции, (у) и азз(у). Для [c.324]

Столь большое отставание, по мнению ряда специалистов (В.А. Амиян, Б.А. Андресон, М.Р. Мавлютов., А.И. Пеньков, Н.Р.Рабинович, В.И. Токунов и др.), обусловлено не только геологическими, но и технологическими просчетами в выборе типа раствора, его рецептуры в условиях недостатка информации о физическом состоянии фильтрата и его движении в призабойной зоне. В первую очередь это относится к безглинистым полимерным буровым системам, находящим все большее применение при бурении в осложненных условиях. Интерес к ним связан с уникальной способностью высокомолекулярных соединений к изменению в широком диапазоне реологических и фильтрационных свойств только эти жидкости способны резко снижать гидравлическое сопротивление в трубном пространстве при турбулентном режиме, уменьшая тем самым динамическое давление и негативное воздействие на пласт. С другой стороны, они могут столь же резко увеличивать фильтрационное сопротивление в пористой среде, снижая возможность прорыва буровой жидкости в приствольную область. [c.3]

Нетрудно заметить, что изложенные представления имеют в основном качественный характер. Недавно Хоббс [95, 437] предпринял попытку количественного рассмотрения механизма образования полимерных интегральных структур, исходя из классической теории зарождения газовых пузырьков в чистой жидкости, но учитывая специфику реологических свойств расплавов полимеров. [c.83]

В области очень малых скоростей сдвига расплавы полимерных материалов по реологическим свойствам близки к ьютоновюкивд жидкостям (угол наклона реологических кривых приближается к 45°). В области больших скоростей сдвига отклонения от ньютоновских жидкостей проявляются наиболее резко. Это связано с интенсивностью разрушения надмолекулярной структуры материала. Когда скорости малы, структура изменяется незначительно, и наоборот, при больших скоростях она [c.83]

Разработана теория, описывающая кинетику смачивания поверхности, обусловленного действием капиллярных сил, которые связаны с поверхностным натяжением уравнением Лапласа [191]. По этим уравнениям может быть вычислена скорость втекания жидкости в узкую плоскую или клиновую щель либо круглое отверсгие. Теория учитывает реологические свойства жидкостей. В частности, ее можно применить к упруговязким жидкостям, к которым относятся полимерные адгезивы. В данном случае механизм смачивания зависит от особенностей строения полимера. При повышенных температурах расплава или [c.69]

Реология — это наука, изучающая деформационные и текучие свойства полимерных материалов. Рассмотрим подробнее реологические свойства низкомолекулярных твердых тел и жидкостей, описываемые законами Гука и Ньютона. [c.336]

В качестве химических реагентов, регулирующих реологические и фильтрационные свойства ТЖ, используют реагенты, аналогичные применяемым для глинистых суспензий, а также различные полимерные загустители. Минерализованные системы в зависимости от типа применяемого полимера могут быть тиксотропными и не тиксотропными. Последние обладают повышенной вязкостью, но не способны к гелеоб-разованию. Их применение ограничивается лишь необходимостью повысить выносящую способность жидкости при циркуляции. Тиксотропные ТЖ характеризуются значительной вязкостью и структурированностью, что позволяет им [c.130]

Можно ожидать, что пленка будет не только вязкоэластичным материалом, но при низких значениях приложенных напряжений будет проявлять упругие свойства. Эти свойства нелинейны и зависят от времени приложения и величины напряжения сдвига при нанесении. Некоторые сведения о сложнос4и реологического поведения объемных систем аналогичного состава можно узнать в опубликованных много лет назад работах Оноги с сотр. по дисперсиям полимерных частиц [23]. В свете этого пoпьitки смоделировать поведение пленок при растекании путем рассмотрения их как ньютоновских или псевдопластических жидкостей могут показаться слишком простыми, так как на основе этих концепций можно выполнить лишь простейшие реологические измерения. Кроме того, наличие градиента концентраций по толщине пленки свидетельствует о том, что реология будет изменяться по толщине пленки. В то же время влияние градиента плотности в пленке, вероятно, должно сказываться в меньшей степени. [c.376]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология