химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ация 82, обусловленная запаздывающей упругостью, а деформация е3, обусловленная течением (истинной релаксацией), останется как необратимая.

Иногда найденная в этих условиях необратимая деформация представляет собой не истинно пластическую, а кажущуюся пластическую деформацию, являющуюся следствием того, что процесс восстановления формы деформированного тела происходит чрезвычайно медленно. В последнем случае остаточная деформация частично или полностью исчезает в результате определенной обработки тела (например, нагревания или набухания в растворителе), обусловливающей более быстрое протекание перегруппировки структурных элементов. Это указывает на то, что деформированное тело после снятия прило

женной извне нагрузки может иметь скрытую упругость. Упругость, т. е. способность дисперсной системы после прекращения действия деформирующей силы возвращаться к первоначальной форме, как правило, указывает на особую внутреннюю структуру системы, препятствующую необратимому смещению ее элементов по отношению друг к другу.

Определение механических свойств коллоидных систем

Жесткие системы, обладающие достаточной механической прочностью, можно исследовать обычными методами физико-механического анализа (снятие кривой, характеризующей зависимость от деформации напряжения, определение предельного напряжения при растяжении или сдвиге, определение относительной.

II I I М I I

Е

Рис. X, 10. Схема крутильного прибора для определения структурно-механических свойств дисперсных систем:

/ — крутильная головка; 2 —упругая нить; 3~рифленый цилиндр; 4—кювета; 5 — осветитель; 6— зеркальце; 7—-шкала.

и остаточной деформации и т. д.). При этом необходимо лишь учитывать скорость деформирования, так как последняя сильно влияет на полученные результаты.

Для определения механических свойств гелей и других структурированных дисперсных систем, обнаруживающих упругость, предложен ряд специальных методов, из которых рассмотрим здесь только два.

Метод тангенциального смещения пластинки. Принцип этого метода, предложенного С. Я. Вейлером и П. А. Ребиндером, заключается в определении усилия, Егеобходимого для смещения пластинки, погруженной в исследуемую систему. Устройство прибора, с помощью которого осуществляется измерение, схематически показано на рис. X, 9.

Прямоугольная рифленая пластинка 3 подвешена с помощью жесткой нити 4 к пружинному динамометру 6. Пластинку полностью погружают в исследуемую дисперсную систему, помещенную в кювету 2 до начала испытания. Кювету с дисперсной системой закрепляют Eia подъемном столике 1. При' опускании с постоянной скоростью столика с кюветой пружина растягивается и в системе возникает напряжение сдвига, которое, очевидно, пропорционально растяжению пружины. Последнее может быть измерено с помощью микроскопа 5, снабженного окулярным микрометром, или с помощью микрошкалы.

Напряжение сдвига Р вычисляют по растяжению предварительно прокалиброванной пружины и соответствующему этому растяжению усилию F по уравp-p/V) №18)

где 5 — боковая поверхность пластинки 3.

Предельное напряжение сдвига 9, характеризующее прочность структуры системы и соответствующее наибольшему усилию (при отсутствии скольжеиня системы вдоль поверхности пластинки), вычисляют по уравнению.

©-/W/<2«) (X, 16)

С помощью описанного прибора можно определять ие только предельное напряжение сдвига, но и модуль упругости, эффективную вязкость, исследовать процесс релаксации, а также снимать полные деформационные кривые е, Р при разных скоростях деформации.

Метод закручивания цилиндра. Впервые метод определения упруго-пластических свойств структурированных систем по закручиванию цилиндра, подвешенного на упругой иити и погруженного и исследуемую систему, был, как мы уже указывали, предложен еще Ф. Н. Шведовым и 1889 г. На рис. X, 10 приведена схема прибора, с помощью которого выполняется определение. Прибор имеет крутильную головку /, в которой закреплена упругая иить 2. На иити поднешеи рифленый цилиндр 3 с ^зеркальцем 6. Цилиндр 3 полиостью погружают в кювету 4 с исследуемой системой. При повороте крутильной головки на определенный угол СЕ крутящий момент передается через нить цилиндру и вызывает сдвиговые деформации в слое системы, окружающем цилиндр. Цилиндр также поворачивается иа некоторый угол {J до равновесия между упругим напряжением нити и сопротивлением деформируемой системы. Разность (сс — р1) дает угол закручивания иити ю, соответствующий определенному усилию F, задаваемому крутильной головкой. Угол поворота цилиндра измеряется по смещению светового луча, испускаемого осветителем 5 и отражаемого зеркальцем 6 иа шкалу 7.

Описанный прибор весьма удобен для исследования кинетики развития деформации сдвига после приложения заданного постоянного напряжения и кинетики спада деформации после разгрузки.

А. А. Трапезниковым сконструирован прибор, названный комплексным эла-стовискозиметром. Он позноляет применять различные рабочие ячейки {коаксиальные цилиндры, конус, диск) и использовать самые разнообразные методы исследования.

Более подробно методы определения упруго-пластических свойств структурированных коллоидных и микрогетерогеииых систем рассматриваются в руководствах к практическим занятиям по коллоидной химии

5. ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ

Вязкость коллоидных систем всегда выше вязкости чистой дисперсионной среды. Эйнштейн в 1906 г., исходя из чисто гидродинамических представлений, вывел уравнение, устанавливающее связь между вязкостью системы rj. и концентрацией дисперсной фазы:

Л = т1о(1 +2,5ф) (X, 17)

где % — вязкость дисперсионной среды; <р — объемная концентрация дисперсной фазы.

Уравнение (X, 17) пригодно только при условии, что взвешенные в жидкости частицы являются твердыми шарообразными телами, концентрация дисперсной^ фазы сравнительно невелика и между частицами отсутствуют взаимодействия. Кроме того, для

соблюдения уравнения Эйнштейна необходимо, чтобы система была несжимаема, течение жидкости носило ламинарный характер, между частицами и жидкостью отсутствовало скольжение и, наконец, чтобы частицы были велики по сравнению со свободным пробегом молекул среды, но малы по сравнению с пространством, в котором происходит течение.

Значение численного коэффициента в уравнении (X, 17) зависит от формы частиц. Поэтому в общем виде уравнение Эйнштейна можно записать так:

П = г1о(1 + аф) (Х.18)

где ос — множитель, зависящий от формы частиц.

Уравнение Эйнштейна часто пишут также следующим образом:

(п/тло) — 1 = (п — ть)/т1о = сс<р = a (nv/V)

где Ti/чо — отношение вязкости системы к вязкости среды (относительная вяз-'

кость); п — общее число частиц в системе; о — объем одной частицы дисперсной

фазы; V — объем системы, мл. 1

Величину (ц — т^/ло, характеризующую относительное увеличение вязкости дисперсионной среды при введении в нее определенного количества дисперсной фазы, не совсем правильно называют удельной вязкостью. Ее обычно обозначают символом г)уд. Из предыдущего следует,

страница 118
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
pegas-34fx
посуда lodge
услуги альпиниста по ремонту кондиционеров
сетка рабица 20х20х2 купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.01.2017)