ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Г лава V Структурообразование в дисперсных системах Структурно-механические свойства дисперсных систем из "Руководство к практическим работам по коллоидной химии Издание 2" Структурированные дисперсные системы весьма распространены и исследование их свойств имеет большое значение для развития ряда отраслей народного хозяйства, в частности строи- тельства (цементы, бетоны), инженерной геологии (грунты), керамической промышлен11ости (пасты, шликеры), при нефтяном бурении (глинистые суспензии), при изготовлении консистентных смазок (олеофильные системы), синтетических волокон и пластических масс. [c.253] Важнейшей характеристикой этих систем, сочетающих в себе свойства твердого тела и жидкости, является комплекс механических свойств — прочности, упругости, пластичности, вязкости. Совокупность этих свойств решает вопросы практического использования таких систем (например, в качестве строительных и других материалов). [c.253] Для разработки способов модификации структуры с целью получения нужных для практики свойств необходимо прежде всего установить количественные характеристики механических свойств структурированных систем. Среди них наибольшее значение имеют упруго-пластические (реологические) свойству, подробно изученные в работах Ребиндера и его школы, представляющих собой основы физико-химической механики дисперсных систем. [c.254] Величина т, имеющая размерность времени и показывающая, за какое время начальное напряжение, приложенное к телу, уменьшается в е раз, является основной константой, объединяющей свойства твердого тела и жидкости. Если время воздействия значительно больше т — данное тело ведет себя как жидкость, если меньше — как твердое тело, подвергаясь хрупкому разрыву при напряжениях, превышающих прочность структуры. [c.255] для кристаллов льда =9-10 см сек I] 1,2-10 г см-сек, а следовательно 13000 се/с. Поэтому при быстрых воздействиях лед ведет себя как хрупкое твердое тело, но при длительных — проявляет текучесть (ледники). Для жидкой воды - величина Е имеет тот же порядок, но вязкость ij = 10-2 г см-сек и г=10 сек. Поэтому вода течет, но при очень быстрых ударах (например, при простреле пулей) струя воды подвергается хрупкому разрушению упругость воды проявляется также при мгновенном касании камня. Высоковязкие жидкости, например асфальт, при низких температурах обладают большими Г] и т и ведут себя как упругие тела с ростом температуры значения ц и % уменьшаются на несколько порядков и асфальт становится пластичным (остаточные деформации) хотя к разрывается при быстрых ударах. [c.256] Таким образом между твердым телом и жидкостью существует непрерывный ряд переходов, осуществляемых структурированными системами, сочетающими в себе свойства обоих состояний. Так, в твердообразных упругих системах (например, в бентонитовых гелях) при малых, но длительных напряжениях наблюдается очень медленное течение, называемое ползучестью. При этом структурная сетка, разрушаясь, успевает обратимо восстанавливаться. При дальнейшем увеличении Р наступает лавинное разрушение структуры, вязкость умень-пхается скачкообразно на несколько порядков и система с разрушенной структурой течет далее как обычная жидкость. Чем резче выражено это уменьшение вязкости, тем более твердообразным явл яется тело. [c.256] Приведенные примеры показывают, что место структурированной системы при переходе от твердого состояния к жидкому, определяется, с одной стороны, прочностью структуры, с другой— отношением времени воздействия к периоду релаксации, выражаемому величинами т] и . [c.256] В структурированных системах, в отличие от обычных (ньютоновых) жидкостей, вязкость не является постоянной величиной, а зависит от напряжения сдвига, уменьшаясь с ростом Р в связи с разрушением структуры. Поэтому для решения ряда задач теории пластичности и характеристики пластических свойств системы вместо эффективной (структурной) вязкости г](Р) вводится ряд постоянных значений т], отвечающих различным стадиям разрушения структуры (стр. 260). [c.256] Таким образом, измерения реологических параметров — модулей упругости, граничных напряжений и вязкостей — позволяют характеризовать упруго-пластично-вязкие свойства реальных структурированных дисперсных систем. [c.256] Вторая группа методов применяется для изучения относительно мало структурированных коллоидных систем — золей и основывается на измерении скорости их течения через капиллярную трубку, в зависимости от приложенного давления (вис-козиметрические методы). [c.257] Вернуться к основной статье