Реологические свойства разбавленных растворов полимеров
Кочуров Дмитрий Валерьевич
Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. СтолетовыхАннотация
Реология (от греч. rheos- поток, течение и logos- учение, слово) – это наука о деформациях и течении материальных тел (систем) под действием приложенных внешних напряжений. Реология занимается изучением теорий, описывающих деформации тел, зависимостей деформаций от напряжений для многих видов полимерных систем. Одной из главнейшей задач реологии как науки о механических свойствах текучих систем является установление связи между напряженным состоянием системы, деформациями, а также скоростями деформаций.
Реология рассматривает понятия о напряжениях и деформациях в механике сплошных сред, в частности в механике растворов и расплавов полимеров. Изучение этих физических тел позволяет установить зависимость между ними, и следовательно, описывать механическое поведение реальных тел под действием приложенных внешних сил.
Предметом изучения реологии является механическое поведение материалов (вязкое, упругое, пластичное) – важнейшее проявление их физико-механических свойств, и потому такие исследования необходимы для фундаментальной науки и для практических приложений на производственных предприятиях. Теоретическая реология (феноменологическая, или макрореология) устанавливает зависимости между действующими на тело механическими напряжениями, деформациями, их скоростями и может рассматриваться как часть механики сплошных сред и занимает промежуточное положение между гидродинамикой, теориями упругости, пластичности и ползучести.
Микрореология устанавливает связь механических свойств сложного тела со структурой и свойствами составляющих его частей. Предметом исследования микрореологии составляют микрообъемы, например, сравнимые с размерами частиц, составляющих дисперсную фазу в дисперсных системах, или сравнимые с размерами атомов, молекул и ионов, а биореологии – биологические жидкости (к примеру, крови), деформации различных животных тканей (мышц, костей, кровеносных сосудов) у живых существ. Экспериментальная реология, или реометрия, это измерение реологических свойств веществ с помощью специальных приборов. Можно также выделить магнито- и электрореологию, изучающих изменение механических свойств под воздействием магнитных и электрических полей.
Большое практическое значение в настоящее время имеют растворы высокомолекулярных веществ (ВМС) – полимеров. В отличие от золей растворы ВМС являются гомогенными истинными растворами и относятся к молекулярно-дисперсным лиофильным термодинамически устойчивыми системами. Несмотря на то, что растворы полимеров не являются типично коллоидными растворами, между данными системами существует сходство, обусловленное одинаковыми размерами макромолекул ВМС и частиц дисперсной фазы. Так же как и для золей, для растворов ВМС характерны светорассеяние, электрокинетические свойства и способность к структурообразованию, что позволяет рассматривать многие проблемы, в том числе и с точки зрения вязкотекучих свойств, одновременно для систем обоих типов.