ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ЭЛЕМЕНТЫ МИКРОРЕОЛОГИИ И ТЕОРИИ ТЕЧЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ СИСТЕМ из "Высококонцентрированные дисперсные системы" Отмеченные выше недостатки и ограничения метода анализа механических моделей реологических тел лри описании реологических свойств структурированных дисперсных систем в значительной степени могут быть устранены с помощью методов микрореологии. В основе этих методов лежит установление закономерностей взаимодействия отдельных дисперсных фаз или агрегатов (ассо-циатов) из них между собой и с дисперсионной средой. [c.68] Одно из направлений микрореологии гетерогенных систем основано на гидродинамическом подходе к анализу взаимодействия дисперсной фазы и жидкой среды без учета молекулярных сил сцепления между частицами. [c.68] Второе направление представлено рядом теорий течения структурированных дисперсных систем, в основе которых лежит учет взаимодействия дисперсных фаз между собой через прослойку жидкой среды. [c.68] Из уравнений (11.24) и (11.25) следует, что вязкость дисперсных систем не зависит от размера частиц. В действительности при уменьшении размера частиц вязкость увеличивается. Это объясняется [130] изменением свойств дисперсионной среды вблизи поверхности дисперсной фазы, электровязкостным эффектом, зависящим от электрокинетического потенциала, и рядом других факторов. [c.69] По мере увеличения концентрации, в частности в растворах ПАВ, выше ККМ1 и при достижении критической концентрации ККМ2 начинает проявляться нелинейность в зависимости вязкости от скорости деформации или напряжения сдвига. Аномалия вязкости характерна, например, для водных растворов олеата натрия [129] вследствие перехода по мере увеличения концентрации от сферических мицелл в слоистые анизометричные мицеллы Мак-Бена. Аномалия вязкости в данном случае связана с ориентационным эффектом. [c.69] Вместе с тем по мере роста концентрации выше ККМ2 возникает пространственная структурная сетка, образование которой приводит к резко увеличенной аномалии вязкости, появлению прочности, эластичности структуры. [c.69] К олиЧеств-енное описание закономерностей высокоэластической деформации коагуляционных структур, сопровождаемой релаксацией напряжений, впервые было развито Е. Д. Щукиным и П. А. Ребиндером [5, 124]. [c.69] Схема быстрой и медленной высокоэластических деформаций коагуляционных структур с жесткими частицами в результате ориентации частиц при сдвиге [51. [c.70] Теория высокоэластической деформации коагуляционных структур представляет собой интересный пример успешного применения микрореологического подхода к изучению кинетики развития деформации в сочетании с модельным анализом. Вместе с тем эта теория хорошо описывает деформацию лишь в области практически неразрушенной структуры. [c.70] Физический смысл понятия о вязкости как о мере передачи количества движения от одного слоя к другому связан преимущественно с определением поведения системы в условиях сдвиговых деформаций. Не случайно поэтому основные представления о молекулярно-кинетических процессах течения в газах, жидкостях, твердых телах и промежуточных структурированных системах, развитые в относительно небольшом числе работ, рассматриваются преимущественно в условиях сдвиговых напряжений. Естественно, что механизм процессов течения ньютоновских упруго-вязких сред и структурированных дисперсных систем существенно различен. [c.71] Однако поскольку в структурированных дисперсных системах дисперсионной средой часто является ньютоновская вязкая жидкость, обзор современных представлений о механизмах течения ньютоновских жидкостей представляет интерес для выяснения сложного механизма течения структурированных систем. [c.71] К числу наиболее детально разработанных теорий течения упруго-вязких ньютоновских систем относятся работы Френкеля и Эйринга [132, 133]. Теории течения аномальных неньютоновских жидкообразных и твердообразных систем на основе молекулярнокинетических представлений развиты в работах Ри и Эйринга [133], Бартенева и Ермиловой [99, 134], Михайлова и Лихтгей-ма [135]. [c.71] Теория течения ньютоновских жидкостей Я. И. Френкеля сыграла весьма важную роль не только в создании представлений о жидком конденсированном их состоянии, но и послужила основой для разработки теорий течения неньютоновских жидкостей. В основе теории Я. И. Френкеля лежат представления о тепловом движении частиц в жидкостях и кристаллических твердых телах и о наличии известной аналогии в механизме теплопереноса в этих системах [132, 136]. [c.71] В кристаллах и жидкостях имеется свободный объем, не занятый атомами и молекулами. Вследствие подвижности атомов происходит перераспределение кинетической энергии, причем благодаря этому перераспределению создаются условия для преодоления частью атомов или молекул потенциального энергетического барьера, определяющего возможные устойчивые области колебаний атомов и молекул. Перемещение атомов в результате преодоления энергетического барьера сопровождается образованием дырок в виде свободных узлов кристаллической решетки в твердом теле или подвижных микрополостей между молекулами в жидкости В отличие от кристаллов, где дырки распределены равномерно, в жидкостях отсутствует дальний порядок и дырки — микрополости— распределены хаотично. [c.71] Теория течения вязких жидкостей, развитая Эйрингом, основана на представлениях, весьма близких главным положениям теории Я- И. Френкеля, хотя предпосылкой для развития теории Эйринга послужила созданная им теория скоростей химических реакций [137 . [c.72] В этой теории Эйринг ввел понятия об активированном комплексе как о промежуточном состоянии, соответствующем максимуму энергетического уровня процесса. Активационный механизм процессов, протекающих в химических реакциях, послужил аналогией для разработки Эйрингом теории течения вязких жидкостей, в последующем ставшей основой для создания совместного с Ри [133] теории течения аномально-вязких сред. [c.72] По Эйрингу, молекула жидкости под действием внешней сдвигающей силы перемещается из одного устойчивого состояния в другое через промежуточное состояние с более высокой энергией, которое, по существу, является потенциальным энергетическим барьером. Наличие сдвигающей силы способствует преодолению этого симметрично расположенного, по Эйрингу, барьера, и действие ее можно формально свести к понижению величины барьера в направлении действия силы и его возрастания в обратном направлении (рис. 13). [c.72] Следовательно, наличие сдвигающей силы увеличивает вероятность перескока кинетической единицы течения в направлении действия силы и уменьшает ее в других направлениях. [c.72] Рассмотренные в общем виде представления Френкеля и Эйринга, весьма близкие друг другу в трактовке механизма течения, послужили основой для развития ряда других теорий течения жидкостей, а в дальнейшем использовались в большинстве современных теорий течения структурированных аномально-вязких сред. [c.73] Вернуться к основной статье