Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий



Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница

4.4. Реологические кривые жидко- и твердообразных структурированных дисперсных систем

При рассмотрении результатов исследования реологических свойств структурированных систем можно выделить два характерных типа полных реологических кривых для систем

- с жидкообразной структурой, у которых течение начинается вслед за приложением напряжения (рис. 2.40);

– с твердообразной структурой, течение которых начинается только после некоторого предельного напряжения (рис. 2.41).

Полные реологические кривые характерны для течения относительно разбавленных растворов полимеров, поверхностных слоев ПАВ, некоторых тиксотропных дисперсий. В таких системах образуются жидкообразные структуры. При постоянном напряжении сдвига, время действия которого больше периода релаксации, устанавливается стационарное течение. При небольшом напряжении сдвига система течет без разрушения структуры с высокой вязкостью h0 (участок 0 – Рs на рис. 2.40). Отмеченное на оси значение Рs, называемое статическим напряжением сдвига, является критическим напряжением, которое необходимо для разрушения структуры, образовавшейся в системе в статических условиях. При этом первом критическом напряжении сдвига начинается частичное обратимое разрушение структуры.

Рис. 2.40. Полные реологические кривые течения жидкообразной структурированной системы

Рис. 2.41. Полные реологические кривые твердообразной структурированной системы

При напряжении Рsk разрушение структуры завершается. Следовательно, Рsk – то критическое напряжение сдвига, которое необходимо для полного разрушения структуры, образовавшейся в стационарных условиях. Если бы в системе не восстанавливалась обратимо тиксотропная структура, то при Р >Рsk система обладала бы свойствами истинной ньютоновской жидкости.

Однако для течения жидкой структурированной системы часть работы будет расходоваться на разрушение этой тиксотропно восстанавливающейся структуры, а Рm – напряжение, после которого жидкость приобретает свойства ньютоновской жидкости, т.е. то критическое максимальное напряжение, необходимое для полного разрушения структуры, образовавшейся в статических условиях и восстанавливающейся в динамических. Все критические значения напряжения сдвига можно выявить только на полной реологической кривой в координатах «g– Р». При выражении полной реологической кривой в координатах «hef– Р» можно достаточно четко выделить Рs и Рm , т.е. критические значения напряжения начала и завершения разрушения структуры. Можно отметить два значения вязкости: в области напряжений (0 – Рs) – вязкость, эффективная для жидкости с неразрушенной структурой, и в области Р > Рmвязкость ньютоновской жидкости с полностью разрушенной структурой. В промежуточной области напряжений (Рs - Рm) вязкость монотонно уменьшается от величины h0 до hm.

При достижении критического статического напряжения сдвига Рs, необходимого для разрушения твердообразной структуры, образовавшейся в статических условиях, система начинает необратимо деформироваться, и наблюдается пластическое течение с переменной вязкостью вплоть до напряжений Рd,после чего пластическое течение происходит с постоянным динамическим (тиксотропным) восстановлением структуры. Этот участок кривой описывают уравнением Бингама и говорят о бингамовской вязкости дисперсной системы hmin.

На участке Рsk – Рd эффективная (кажущаяся) вязкость изменяется в очень широких пределах, иногда различие составляет два и более порядка. Участок реологической кривой с постоянной вязкостью hmax характерен для, так называемой, шведовской жидкости, которая характеризуется пластично-вязким течением. Уравнение Шведова для описания этого участка имеет вид

P = Ps + h*max , (2.4.59)

где h*max – пластическая эффективная (шведовская) вязкость. Участок напряжений Рd – Рm характеризуется уравнением Бингама в форме

P = Ps + h*min , (2.4.60)

где h*min – пластическая эффективная (бингамовская) вязкость.

Построение полных реологических кривых течения позволяет определить ряд постоянных для описания структурно-механических свойств дисперсных систем.

В области от Рs до Рm эффективная вязкость зависит от доли обратимо (тиксотропно) восстанавливающихся связей между частицами и эта зависимость для жидкообразных структур имеет вид

. (2.4.61)

Уравнение (2.4.61) предложил П.А. Ребиндер.

Для твердообразных структур это уравнение будет иметь вид

. (2.4.62)

Как показал М. Кросс для жидкообразных структур степень восстановления структуры

, (2.4.63)

где K = ki / k0 – постоянная относительной скорости разрушения структуры; ki, k0– постоянные скорости разрушения при градиенте скорости, соответственно и = 0.

Уравнение (2.4.61) с учетом уравнения (2.4.63) можно привести к линейной форме, если использовать величину, обратную вязкости, т.е. 1/h, называемую текучестью:

. (2.4.64)

Если hm << h0, то

. (2.4.65)

Постоянная С зависит от концентрации растворов, температуры, химической природы и молекулярной массы полимеров.


Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн