Fizika fakulteti fizika kafedrasi

Download 4,09 Mb. bet 9/78 Sana 21.04.2022 Hajmi 4,09 Mb. #571245

Bog'liq
2 5194986033703293314

Bu sahifa navigatsiya:

• Ikki o‘lchovli (doira) Bir o‘lchovli (tayoqcha) n  4 n  3 n 2

Strukturaning o‘sish
Novchaning paydo bo‘lish mexanizmi
xarakteri	gomogenli	geterogenli
Uch o‘lchovli (shar) Ikki o‘lchovli (doira) Bir o‘lchovli (tayoqcha)	n  4 n  3 n2	3  n  4 2  n  3 1  n  2

Kristallanish mexanizmining n miqdori bilan aniqlash ko‘plab tajribalar orqali isbotlangan. Masalan, tajriba sifatida kristallanish mexanizmining, hamda kinetikasini o‘rganishda paydo bo‘layotgan kristall faza hajmining oshib borishini kuzatish keng qo‘llaniladi. Bu dilatometriya usuli deb ham yuritiladi.

15-ma’ruza
Polimerlarning reologiya xossalari. Qaytar va qaytmas deformatsiyalar. Polimerlar oquvchanligi va effektiv yopishqoqligi. Bo’ylamava siljish maydonlarida oqim. Nyuton va nonyuton oqimlar. Gisterezis effekti. Eyring-Frenkel tenglamasi. Yopishqoq oqim aktiv energiyasi.
Polimer suyuqligidan va eritmalaridan har xil mahsulotlar, tolalar va plenkalar olishda, ularga ma’lum ko‘rinishlar berish uchun oqish, ya’ni reologik jarayonlar amalga oshiriladi. Buning uchun polimer suyuqliklarining reologik jarayonlari va ularni tashkillashtirish printsiplarini aniqlash juda ahamiyatli hisoblanadi.
a) Polimer suyuqliklarining asosiy reologik jarayonlari.

Polimer suyuqliklar reologiyasi, ya’ni oqish jarayonlari molekulyar zanjirlarning o‘z-aro tartiblanishi va ta’sirlanishi asosida amalga oshadi. Suyuqlik va eritmalarning oqishi zanjirlarning ham ayrim bo‘limlarini (franmental), ham to‘liq (hajmiy) o‘zining siljishiga bog‘liq. Bu jarayon sohada molekulyar segmentlarning o‘z-aro aktlarin amalga oshishi bilan boradi va sistemani yopishqoqligini ko‘rsatadi.

Odatda suyuqliklarning reologik xossalari ularning siljishdagi yopishqoqligi bilan xarakterlanadi:

(, , T) / (IV.3.1)

bu yerda  - suyuqlikning yopishqoqlik koeffitsienti bo‘lib, u suyuqlikka ta’sir etayotgan siljish kuchlanishi (), waqti () va temperaturasiga (T) bog‘liq; W/r - tezlik gradiyenti (siljish deformatsiyasi tezligi); W –nuqtasidagi oqim tezligi; r- tezlik vektoriga tik chiziqli o‘lcham.

Suyuqlik kapillyar yoki tirqish ko‘rinishlardagi felaralardan oqayotgan bo‘lsa siljish kuchlanishi va tezlik gradiyenti quyidagi formula bilan aniqlanadi:

 q PR/2l (IV.3.2)

va
 q 4V/R² (IV.3.3)

bu yerda R - kapillyar radiusi yoki tirqish o‘lchami; P - bosim farqi.

Polimerlar suyuqliklar (eritma va suyuqliklar), odatda, nonyuton suyuqliklariga mos oqimni ko‘rsatadi. Bunday holat quyi molekulyar birikmalarda deyarli kuzatilmaydi. Nonyuton oqimda polimer suyuqliklar unumli yopishqoqlik parametri bilan xarakterlanadi va polimer suyuqlik yopishqoq-egiluvchanlik xossasiga ega bo‘ladi.

Polimer suyuqliklarning oqishi, ularning strukturasining ajralishi va qayta paydo etishi hamda yopishqoqligining o‘zgarishining dinamik muvozanatlashuvi bilan amalga oshadi va quyidagicha asoslanadi:
-molekulyar agregatlar oqim yo‘nalishi bo‘yicha taqsimlanishga itiladi;
-molekulalar oraliq bog‘larning uzilishi sababli makromolekulalar assotsiatsiya darajasi pastlaydi;
-siljish tezligi oshganda dasuvatatsion effektlar kuzatilishi mumkin, o‘z navbatida zarralarning effektiv o‘lchamlari kichrayadi.
Bu sistemalarni xarakterlash uchun ko‘p hollarda darajali tenglamalar qo‘llaniladi:
 q Aⁿ (IV.3.4)
yoki
 q K^1/n (IV.3.5)

bu yerda ko‘rsatkich n – oqimda sistemaning struktura paydo darajasi o‘zgarishini xarakterlaydi.

Agar n>1 bo‘lsa, struktura paydo etish susayadi va bu barcha polimer sistemalarga tegishli. Agar n<1 bo‘lsa struktura paydo bo‘lishi ortadi, hamda n≈1 bo‘lsa sistema nyuton suyuqligi xossalarini ko‘rsatadi. Polimer suyuqliklar oqishida n1 ga yaqinroq miqdorlarda bo‘lishi sirt molekulyar strukturalar paydo etishini osonlashtiradi.
IV.3.1- rasmda  va n parametrlar miqdorlarining kapillyarda suyuqlikning tezlik holati taqsimlanishiga qanday ta’sir etishi tasvirlangan. Siljish kuchlanishi va tezlik gradiyentlarini keng diapazonlari polimer suyuqliklar va eritmalar oqimining egri chiziqli grafigi S-ko‘rinishidagi shaklda bo‘ladi.

IV.3.1-rasm. Suyuqliklarning kapillyarda oqishi tezliklarining taqsimot holatidan ko‘rsatkichning ta’siri.

Tezlik holatlarini o‘zgarishi IV.3.2-rasmda keltirilgen va uch xarakterli sohalarni yuzaga keltiradi.

IV.3.2-rasm. Polimer suyuqliklarning reologik egri chiziqlari:

1 - nyuton suyuqligi; 2 -nonyuton suyuqlik.


Birinchi soha – juda kichik kuchlanishli siljishda (yoki tezlik gradiyentlarida) polimerlarning suyuqlik va eritmalari Nyuton qonuniga taxminan bo‘ysunadi. Bu sohada molekulyar sistemaning o‘zgarishi amaliy jihatdan yuz bermaydi va yopishqoqlik o‘zgarmasdan qoladi. Yopishqoqlik maksimal nyuton yopishqoqligi deyiladi va _o bilan belgilanadi.
Ikkinchi soha - siljish kuchlanishining (yoki tezlik gradiyentining) o‘rtacha qiymatlarida polimer suyuqlik va eritmalarning strukturasi to‘liqligicha bo‘laklanadi va qayta tiklanadi. Bunda strukturaviy elementlar oqim yo‘nalishi bo‘ylab oriyentatsiyalanadi va siljish kuchlanishi ortishi bilan effektiv yopishqoqlik kamayib boradi.
Uchinshi soha - suyuqliklar katta kuchlanishlar (yoki tezlik gradiyentlari) ostida oqganda ularning strukturasi to‘liqligicha parchalanadi, agregatlari to‘liqligicha oqim yo‘nalishi bo‘ylab oriyentirlanadi va oqim to‘g‘ri chiziqli bog‘lanish qonuniga bo‘ysunadi. Yopishqoqlik yana kuchlanish yoki gradiyentga bog‘liq bo‘lmay qoladi. Bunda minimal _o va maksimal _ nyuton yopishqoqliklari yuzaga keladi. Odatda polimerlar uchun birinchi sohada maksimal nyuton yopishqoqligi siljish kuchlanishining 10²-10³ Pa qiymatlarida va minimal nyuton yopishqoqlik sohasi bo‘lsa 10⁵-10⁶ Pa siljish kuchlanishlarida erishiladi.
Polimer suyuqlik va eritmalardan sirt molekulyar struktura paydo etishi murakkab reologik jarayon bo‘lib, uni sha’rtli turda ikkiga bo‘lish mumkin:
- birinchi jarayon - mexanik (dinamik) jarayon bo‘lib, unda sirtqi kuchlar ta’sirida polimer suyuqlik va eritmalarning maxsus ko‘rinishdagi oqimi tashkil etadi;
- ikkinchi jarayon - fizik-kimyoviy jarayon bo‘lib, u paydo bo‘lgan oqimda sirt molekulyar yuzaga kelishning fazaviy o‘tishlarini amalga oshirishni o‘z ichiga oladi.
Sirt molekulyar struktura paydo etuvchi suyuq fazali polimer oqimni paydo etishning bir necha usullari bor:
- polimer suyuqlikni filaralar orqali siqib chiqarish usuli bo‘lib, u ma’lum bosim ostida amalga oshadi;
- polimer suyuqlik sirtidan ozod oqimni to‘g‘ridan-to‘g‘ri tortish usuli. Tabiatda bu hol tabiiy ipak tolasini olishda kuzatiladi, shuningdek, bir qator sintetik polimer sistemalar uchun ham bu qo‘llanib ko‘rilgan;
- polimer suyuqlikdan tomchi va oqimni cho‘zish usuli. Bu usulda oqim erkin bo‘lmasdan, sirtqi kuchlar ta’siri ostida bo‘ladi.

Download 4,09 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham: