Упругость полимерных жидкостей как движущая сила их самоорганизации при деформировании

• Автор: Семаков, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 363 с. : ил.

Оглавление
Введение.
Глава I. Структурообразованис при течении полимерных и коллоидных систем. Состояние проблемы.

1.1. Регулярные структуры в однофазных системах

1.2. Роль вязкости в формировании и разрушении структуры

1.3. Формирование периодических структур при течении суспензий

1.4. Вторичные течения в вязкой жидкости

1.5. Вторичные течения в упругих вязких средах

1.6. Вторичные течения в мицеллярных коллоидных системах

1.7. Общие замечания. Заключение

Глава II. Дискретная модель самоорганизации вязкоупругих жидкостей при высоких скоростях сдвига. Теория.
2.1. О нелинейности вязоупругого поведения
2.2. Формулировка модели
2.2.1. Синхронизация ротационных мод и эффект ii в
зерновой модели
2.2.2.Числовая зерновая модель. Статическая задача о поведении упругой гранул ированной среды.
2.3. Результаты численного моделирования
2.3.1. Самоорганизация частиц в отсутствии поля сдвига
2.3.2. Неустойчивость и образование структур в аксиальносимметричных нолях сдвига
2.3.3. Неустойчивость и образование структур в коллинеарном поле
2.4. Поведение реологически сложных сред при сверхвысоких скоростях деформации. Динамика упругой гранулированной среды
2.4.1. Уравнение динамики упругой трубки
2.4.2. Ротационные и колебательные моды движения упругой
трубки
2.4.3. Крутильные колебания трубки
2.4.4. Поперечные колебания трубки
2.4.5. Коллективные возбуждения в системе упругих трубок. Основные типы дефектов и поверхностных структур
2.4.6. Дезинтеграционные процессы и их связь со струкгурообразованием и
динамикой гранулированных упругих сред
Глава Ш. Самоорганизация и упругая неустойчивость при течении гомополимеров и полимерных композитов. Эксперимент
3.1. Приборы и техника реологического эксперимента
3.1.1. Многофункциональный механический фурьсспсктрометр.
3.1.2. Ротационный реоскоп реометр
3.2. Переход хаос порядок в критических режимах течения сдвига расплавов полимеров и нанокомпозитов.
3.2.1. Деформационное поведение i
3.2.2. Экспериментальное моделирование топологии сегки зацеплений
макромолекул при деформировании
3.2.3. Переход хаоспорядок в критических режимах течения сдвига расплавов полимеров и нанокомпозитов.
а. Объекты и методы исследования.
б. Результаты экспериментов и их обсуждение
3.2.4. Технологичесике приложения
Выводы.
Заключение и выводы
Литература


В этом и следующих разделах, мы будем иметь дело с многофазным или многокомпонентными системами трех типов коллоидами, смесями полимеров и суспензиями диспергированных частиц такого размера, что позволяют нам исключать эффекты, обусловленные броуновским движением. Больцмана и Т абсолютная температура. Эффекты, связанные с броуновскими движениями, незначительны при Ре 1. Уменьшение вязкости при увеличении скорости сдвига или сдвигового напряжения рассматривалось с первых шагов реологии . Vii i, как следствие разрушения структуры полимерных растворов и коллоидных систем. Тем не менее, такой подход к аномалии вязкости не универсален например, см. Однако есть две предельных ситуации, в которых деформация определенно приводит к преобразованию структуры. Одна из них достижение предела текучести, когда деформация разрушает изначальную твердоподобную структуру, создавая возможность течения. Другой, прогивоположный, случай формирование структуры, индуцированное сдвигом, которое может привести к преобразованию среды от жидкости к твердоподобному состоянию. Ту. Переход через ту соответствует разрушению начальной регулярной или случайной структуры, причем Ту это характеристика ее прочности. Эта подобная твердому телу структура может быть создана посредством взаимодействия твердых частиц в суспензиях, а также за счет межкапельного взаимодействия в эмульсиях и других коллоидных системах, включая мицеллярные растворы . Уровень предельного напряжения зависит от физической природы взаимодействий. Также интересно отметить, что переход твердое тело жидкость соответствующий началу текучести можно инициировать как механическим усилием, так и температурными изменениями, как было показано для водных коллоидных растворов . Для жестких твердых структур следует пренебречь температурной зависимостью сил, создающих эту структуру, но такая возможность становится реальной для мягких коллоидных систем. Довольно выразительный пример текучести в коллоидных системах существование напряжения предела текучести в сильно концентрированных эмульсиях . Непосредственными наблюдениями было установлено, что мицеллы, обогащенные изначально частичками ПАВ манометровых размеров, могут сформировать агрегаты микронного размера фрактально соединенных блоков ламелярной фазы . Формальный подход рассматривает напряжение предела текучести как единственное, вполне определенное значение . Тем временем, это точно не соответствует реальной физической картине проявления предела текучести. Как было справедливо отмечено , ответ навопрос существует напряжение предела текучести требует комментария . Вы подразумеваете . Действительно, во многих случаях, переход от твердоподобного состояния к текучему состоянию происходит не в точке, а в некотором диапазоне напряжений и требует некоторого времени, потому что подобная твердому телу структура не может быть мгновенно разрушена и характеризуется некоторым временем жизни длительностью. Временная зависимость напряжения предела текучести была продемонстрирована еще в . Это проиллюстрировано на рис. Итак, резонно думать, что кинетическая природа проявления предела текучести имеет общую ценность для различных систем, хотя постоянные времени жизни структур могут быть различными. Рис. Кинетическая природа проявления предела текучести иногда выражается в терминах так называемого статического и динамического напряжения предела текучести , . Этот подход отражает тиксотропную природу структуры, ответственной за существование напряжения предела текучести, которое таким образом связано со старением и сдвиговым омоложением врожденной структуры среды , . Интересно подчеркнуть, что этот подход рассматривают как универсальный для многих различных мягких веществ. Переход через предел текучести и кинетический характер этого явления важны для предмета настоящего обсуждения, потому что это отражает возможность различных состояний материала при. Общее понимание . Формирование структуры вызванное сдвигом, основанное на реологических аргументах, было, возможно впервые обнаружено Петерлиным с соавт. Этот процесс приводит к увеличению наблюдаемой вязкости ii в противоположность известному явлению уменьшения вязкости ii, отражающее разрушение материальной структуры.