e - Bakı Dövlət Universiteti

БДУ, Физика Проблемляри Институту: «Физиканын Мцасир Проблемляри» ЫЫЫ Республика Конфрансы
перерабатываются в виде растворов. Поэтому предметом реологии полимеров
являются не только их расплавы, но и растворы.
Реологическое поведение полимеров и их растворов определяется не только
температурой, но и природой полимера, его молекулярной массой и молекулярномассовым
распределением, а также напряжением и скоростью сдвига, при которых
осуществляется течение раствора или расплава 1,3,4. Поэтому нельзя характеризовать
реологические свойства полимера по одной величине, например, по вязкости.
Охарактеризовать реологическое поведение полимера можно, лишь установив
зависимость вязкости от напряжения или от скорости сдвига, либо зависимость
напряжения сдвига от скорости сдвига и получив при этом кривые течения.
Наиболее простым является случай, когда напряжение сдвига пропорционально
скорости сдвига 4.:
Выражение представляет собой закон Ньютона, где - напряжение сдвига, -
скорость сдвига; - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом
вязкости или просто вязкостью.
Если закон Ньютона соблюдается, то зависимость напряжения сдвига от
скорости сдвига имеет вид прямой линии 4,5,6. Если с ростом напряжения сдвига
скорость течения начинает расти быстрее, чем это следует из закона Ньютона, что
обусловлено изменением структуры полимера (раствора полимера) в процессе течения,
приводящим к падению вязкости, то прямолинейная зависимость нарушается. Чем
больше напряжение сдвига, тем меньше вязкость. Падение вязкости с ростом
напряжения сдвига называют аномалией вязкости, а величину вязкости, зависящую от
напряжения сдвига, – эффективной или структурной вязкостью
Для получения кривых течения в данной работе использовали ротационный
вискозиметр 7. В данном вискозиметре образец раствора полимера помещается в
зазор между двумя цилиндрами, из которых один вращается, а другой – неподвижен. К
внутреннему подвижному цилиндру приложен определенный крутящий момент
действием грузов, перекинутых через блоки. Главное преимущество ротационных
вискозиметров перед капиллярными при измерении вязкости заключается в
постоянстве скорости сдвига в зазоре между цилиндрами. Для температурных
измерений неподвижный цилиндр снабжен термостатируемой рубашкой, которую
подсоединяют к термостату. Точность термостатирования 0,5С. Температуру образца
определяли с помощью термопары. Измерения проводили через 20-30 минут после
установления нужной температуры. Этого достаточно для установления в системе
равновесного состояния.
Исследования проводили с водными растворами агара, концентрации которого
составляли 0,5% и 2%. Поскольку агар является студнеобразующим полимером, то
температурные измерения с водными растворами агара начинали с высокой
температуры, а затем температуру понижали. Исследования проводили при
температурах как выше температуры студнеобразования, когда мы имеет дело с
раствором, так и ниже неё, т.е. при температурах когда раствор превращается в
студень.
Исследования показали, что при высоких температурах, т.е. при температурах
выше температуры студнеобразования, растворы агара ведут себя как ньютоновские
жидкости, подчиняюшиеся закону вязкого течения Ньютона, и при росте напряжения
сдвига вязкость остается постоянной. Для 0,5%-ого раствора подобные зависимости
f ( ) были получены при 60 и 70С, а для 2%-ого раствора – при 75С.
При температурах ниже температуры студнеобразования зависимости вязкости
от напряжения сдвига имеют вид кривой течения, состоящей из трех участков. Такие
136