Высокоэластичность сшитых эластомеров (резин) по своей природе связана с броуновским движением отдельных участков цепи. Этот же механизм обусловливает упругость полимерных цепочек, не связанных в сетку химическими связями. Поэтому в обоих случаях модуль Ge пропорционален кинетическому фактору (kT), где k — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура, и N —[6, С.242]
Однако для того чтобы устойчивость дисперсий имела практическую значимость, они должны быть устойчивы не только по отношению к флокуляции, связанной с обычным броуновским движением, но и по отношению к соударениям, связанным со сдвигом, и к ортокинетической флокуляции [4 ]. При этом виде флокуляции частицы не имеют одинаковой средней энергии (распределенной по экспоненциальному закону Больцмана), а имеют одинаковые скорости, изменяющиеся только в соответствии со «сдвиговым» градиентом. В результате, необходимая для преодоления потенциального барьера энергия пропорциональна массе частицы М, т. е. пропорциональна а3 при заданной плотности частиц. Отсюда следует, что сопротивление ортокинетической флокуляции стабилизируемых кулоновскими силами частиц резко падает с ростом размера их. Из-за того, что при заданном сдвиговом градиенте интервал разброса частиц по скоростям мал, существует критический размер частиц, при котором кинетическая энергия:[7, С.30]
Размер макромолекул в растворе нельзя строго определить, поскольку молекулярный клубок меняется в форме со временем, причем эти изменения конформации обусловлены броуновским движением. Молекулярный размер меняется при переходе от одной[3, С.56]
Энтропия смешения (А5т) для системы полимер — растворитель всегда положительна и возрастает при смешении. В твердом полимере макромолекулы перепутаны и молекулярная подвижность ограничена сегментальным броуновским движением. В растворе полимера макромолекулы распутаны и цепи могут перемещаться относительно друг друга, отдаляться друг от друга и обладать различными конфигурациями. Число степеней свободы возрастает, резко увеличивая энтропию.[3, С.48]
При малых скоростях сдвига подчинение расплавов полимеров закону Ньютона обусловлено тем, что в них не успевает накапливаться высокоэластическая деформация, и ориентация цепных молекул, вызываемая ею, подавляется тепловым броуновским движением макромолекул.. При таких режимах деформирования скорость релаксационных процессов в полимере выше скорости накопления им высокоэластических деформаций, и материал течет с постоянной наибольшей ньютоновской вязкостью т]0 (участок /, рис. II. 15). При очень высоких напряжениях и скоростях сдвига накопленная высокоэластическая деформация • вызывает предельную ориентацию макромолекул в направлении течения, при этом сопротивление деформации, т. е. вязкость, резко снижается и материал течет с постоянной наименьшей ньютоновской вязкостью t]oo (участок ///, рис. II. 14; рис. II. 15).[2, С.35]
Обратимся теперь к конкретной проблеме одной цепи в хорошем растворителе. Здесь следует различать два режима. Обычная ситуация соответствует qR^ « 1. В этом случае клубки ведут себя как точечные рассеиватели, и в эксперименте мы наблюдаем за их броуновским движением с коэффициентом поступательной диффузии D. Известно, что в этом случае фурье-компонента с убывает во времени как exp (-Dq2t)\ в результате функции 5(со) имеет форму ло-ренцевой кривой[10, С.198]
Более специфичен случай возникновения нормальных напряжений в дисперсиях анизотропных частиц. В таких системах состоянию установившегося течения отвечают равновесные распределения ориентации частиц, отличные от равновероятных. Вследствие тенденции возврата к равномерному распределению ориентации частиц, обусловленному броуновским движением и зависящему от вязкости среды, возникают напряжения, нормальные к плоскости сдвига. Величина и зависимость этих напряжений от скорости сдвига определяются размером и формой диспергированных,частиц, а также интенсивностью молекулярных движений. Эффекты такого рода широко обсуждаются в различных молекулярно-кинетических моделях, которые предлагаются в литературе для объяснения основных закономерностей поведения полимерных систем.[6, С.367]
Уменьшение вязкости при возрастании у в общем случае связывают с углубляющимся при возрастании напряжения разрушением структуры деформируемого материала. Конкретный вид этого разрушения зависит от природы взаимодействий в системе. Нек-рые авторы считают, что возможными причинами В. а. являются: конкуренция между ориентацией и броуновским движением, упругая деформация и конформационные превращения макромолекул, абсорбция и стерич. иммобилизация растворителя или сегментов др. макромолекул. К этому следует добавить разрушение надмолекулярных структур в расплавах и р-рах полимеров механич. силами, что связано с уменьшением числа и прочности межмолекулярных контактов («зацеплений»). Для описания В. а. предложено большое число эмпирнч. и теоретич. формул, из к-рых для расчетных целей наиболее широко применяют «степенной закон» или его обобщения в виде различных полиномов, а также формулу Эйринга и др. (см. Реология). Явление В. а. в полимерных системах связано со всем комплексом их механич. свойств, из к-рых особое значение имеют явления изменения релаксац. характеристик и развития высоко-эластич. деформаций, сопровождающие уменьшение эффективной вязкости при возрастании напряжений сдвига.[9, С.286]
Уменьшение вязкости при возрастании у в общем случае связывают с углубляющимся при возрастании напряжения разрушением структуры деформируемого материала. Конкретный вид этого разрушения зависит от природы взаимодействий в системе. Нек-рые авторы считают, что возможными причинами В- а. являются: конкуренция между ориентацией и броуновским движением, упругая деформация и конформационные превращения макромолекул, абсорбция и стерич. иммобилизация растворителя или сегментов др. макромолекул. К этому следует добавить разрушение надмолекулярных структур в -расплавах и р-рах полимеров мехапич. силами, что связано с уменьшением числа и прочности межмолекулярных контактов («зацеплений»). Для описания В. а. предложено большое число эмпирич. и теоретич. формул, из к-рых для расчетных целей наиболее широко применяют «степенной закон» или его обобщения в виде различных полиномов, а также формулу Эйринга и др. (см. Реология). Явление В. а. в полимерных системах связано со всем комплексом их ме-ханич. свойств, из к-рых особое значение имеют явления изменения релаксац. характеристик и развития высоко-эластич. деформаций, сопровождающие уменьшение эффективной вязкости при возрастании напряжений сдвига.[11, С.283]
Простейшей формой частиц, которые могут ориентироваться в потоке, являются эллипсоиды. Поэтому поведение суспензии жестких эллипсоидов при течении в поле скоростей с продольным или поперечным градиентом позволяет установить влияние фактора ориентации на характер зависимостей т) (у) и X (е). На каждую частицу в потоке действуют силы вязкого трения окружающей среды и силы, обусловленные броуновским движением самой частицы. Под действием градиента скорости частицы стремятся ориентироваться в потоке строго определенным образом, броуновское движение служит дезориентирующим фактором. В результате в стационарном потоке устанавливается некоторое равновесное распределение ориентации осей частиц, которое зависит как от собственных свойств частиц (их размеров, формы и коэффициента диффузии), так и от градиента скорости. -Совокупность вязких потерь при деформировании такой суспензии определяется распределением ориентации осей частиц относительно направления градиента.скорости. Различие в распределении ориентации возможно только, если частицы обладают анизо-диаметричностью формы; в суспензии сферических частиц все направления ориентации равновероятны, и возрастание градиента скорости не изменяет структуры системы.[6, С.414]
В аппарате с мешалкой из-за неравномерного распределения энергии в перемешиваемом объеме существуют зоны с локальными значениями ел, значительно превышающими среднее по аппарату значение е, что приводит к значительному уменьшению е*. В реакторах-полимеризаторах в зависимости от конструкции перемешивающего устройства, частоты вращения мешалки и объема реактора значение е обычно лежит в пределах 0,01-5 Вт/кг. Таким образом, в зависимости от значений Б и d коагуляция частиц может быть вызвана как броуновским движением, так и столкновением за счет турбулентной диффузии.[4, С.60]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.