Реологические свойства дисперсных систем.

Реологические свойства дисперсных систем.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Пример 1.При измерении вязкости смесей полистирола в толуоле при помощи капиллярного вискозиметра получены последующие данные.

Концентрация раствора, г/л 0,0 1,7 2,12 2,52 2,95 3,4
Время истечения раствора τ, с 97,6 115,5 120,2 124,5 129,9 134,9

Высчитайте значения относительной, удельной и приведенной вязкости смесей.

Решение. Результаты расчетов относительной, удельной и приведенной вязкостей для всех концентраций приведены в таблице:

С, г/л Реологические свойства дисперсных систем. 1,7 2,12 2,52 2,95 3,4
1,179 1,231 1,276 1,330 1,382
0,179 0,231 0,276 0,330 0,382
0,108 0,109 0,11 0,111 0,112

МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАНИЯ

Варианты: 1, 6, 11, 16, 21.

По экспериментальным данным, приобретенным для структурированной дисперсной системы, постройте кривую течения, также высчитайте и постройте зависимость вязкости от напряжения сдвига.

Напряжение сдвига P, Н/м2
Скорость деформации , с-1 1,2 1,81 2,45 3,1

Варианты: 2, 7, 12, 17, 22.

При исследовании воздействия дисперсности суспензий на их реологические характеристики были приготовлены 30%-ные угольные суспензии в воде с различной удельной Реологические свойства дисперсных систем. поверхностью Sуд: I - 18·105 м-1, II – 24,2·105 м-1, III – 30,6·105 м-1. Используя экспериментальные данные, приобретенные при помощи ротационного вискозиметра, выстроить реологические кривые в координатах N = f(p) и найти изменение предельного напряжения на сдвиг Pm зависимо от конфигурации Sуд.

Вес груза, p·105, кг Число оборотов N, об/сек
I II Реологические свойства дисперсных систем. III
5,0 0,2 0,0 0,0
10,0 0,3 0,0 0,0
15,0 1,85 0,2 0,0
20,0 4,3 0,3 0,0
25,0 5,9 0,6 0,2
30,0 6,8 2,0 0,25
35,0 8,0 4,0 0,3
40,0 8,7 5,9 0,5
45,0 7,4 2,4
50,0 8,3 4,0
55,0 8,5 5,8
60,0 8,8 7,0
65,0 7,7
70,0 8,2
75,0 8,5
85,0 8,8

Варианты: 3, 8, 13, 18, 23.

Гидрозоли консистенции CeO2-ZrO2 получены способом пептизации осадка при завышенных температурах. По приведенным в таблице экспериментальным данным постройте зависимость приведенной вязкости от концентрации золя и оцените воздействие времени термической обработки на реологические свойства золей.

Концентрация золя, масс.% Приведенная вязкость (масс.%)-1 зависимо от времени термической обработки золей.
0 ч. 0,5 ч. 1 ч Реологические свойства дисперсных систем.. 1,5 ч. 4 ч.
0,15 0,0750 0,048 0,023 0,016 0,009
0,3 0,0280 0,018 0,014 0,0090 0,006
0,4 0,0130 0,008 0,008 0,006 0,0045
0,5 0,0075 0,005 0,0045 0,0045 0,004
0,6 0,007 0,004 0,004 0,004 0,004
0,7 0,0072 0,004 0,004 0,004 0,004
0,8 0,0075 0,0045 0,0045 0,0045 0,004

Варианты: 4, 9, 14, 19, 24.

При исследовании аква смесей гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ) на ротационном вискозиметрии были получены последующие данные:

Скорость деформации , с-1 Напряжение сдвига P, Н/м2, при последующих концентрациях (масс.%) ГЭЦ:
0,7 1,0 1,2 1,5 1,7
3,0 6,62 9,27 33,1 62,89 148,35
5,4 11,58 16,55 54,62 99,3 193,64
9,0 16,55 26,48 79,44 139,02 271,42
16,2 26,48 41,38 117,51 200,25 364,3
27,0 36,41 59,58 162,19 274,73 474,00
48,6 54,62 92,68 231,7 347,6 616,20
81,0 77,78 131,74 304,52 442,4 774,21
145,8 117,51 192,31 379,2 584,6 979,6
243,0 162,19 260,49 489,81 726,81 1200,8
437,0 233,35 341,28 692,1 948,00 1485,2
729,0 311,14 442,4 790,05 1153,4 1769,6
1312,0 395,05 568,8 995,4 1437,8 2148,8

Постройте кривые течения и график зависимости величины предела текучести от концентрации ГЭЦ.

Варианты: 5, 10, 15, 20, 25.

При помощи капиллярного вискозиметра измерена вязкость гидрозолей Реологические свойства дисперсных систем. CeO2-ZrO2 при соотношении оксидов 4:1. По приведенным в таблице экспериментальным данным постройте зависимости приведенной вязкости от концентрации золя и проанализируйте их.

Концентрация золя, масс.% Приведенная вязкость (масс.%)-1 в присутствии электролитов.
Без электролита 0,3моль/л NaNO3 0,5моль/л NaNO3 5,0моль/л Na2SO4
0,2 0,09481 0,04 0,028 0,006
0,42 0,04040 0,03 0,025 0,0075
1,0 0,02096 0,015 0,012 0,01
1,7 0,01585 0,01 0,01 0,0125
2,5 0,01158 0,01 0,01 0,015
4,2 0,01141 0,01 0,01 0,02
5,5 0,01331 0,01 0,01 0,025

Смеси ВМС.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Пример 1.Обусловьте молярную Реологические свойства дисперсных систем. массу полистирола в кислоте при Т=291 К, используя данные осмометрического способа. Δh – разность уровней в капиллярах, опущенных в растворитель, измеренных при помощи осмометра типа Хелфрица.

Концентрация раствора С, кг/м3 1,455 2,48 3,91 4,85 6,00
Dh×102, м 0,45 0,8 1,32 1,67 2,14

Решение. Для определения молярной массы ВМВ осмометрическим способом следует знать величину осмотического давления π . Для смесей высокомолекулярных веществ Реологические свойства дисперсных систем. величина осмотического давления не подчиняется закону Вант-Гоффа : нет линейной зависимости меж осмотическим давлением и концентрацией. Потому для определения молярной массы М употребляют уравнение Галлера:

либо

где С – концентрация раствора ВМВ, кг/м3; b – константа, характеризующая отклонение от закона Вант-Гоффа; π/C – приведенное осмотическое давление.

При нескончаемом разбавлении раствора Реологические свойства дисперсных систем. уравнение воспринимает вид:

Предельное значение при концентрации раствора, стремящейся к нулю, находят способом графической экстраполяции. Величины Δh переводим в осмотическое давление π (Па), умножив на переводной коэффициент 9,8·103 (давление водяного столба высотой 1 м равно 9,806 Па). Поделив каждое значение π на подобающую концентрацию, получаем приведенные осмотические давления π/C.

Концентрация раствора С, кг Реологические свойства дисперсных систем./м3 1,455 2,48 3,91 4,85 6,00
Dh×102, м 0,45 0,8 1,32 1,67 2,14
Осмотическое давление p, Па 44,1 78,4 129,36 163,36 209,72
π/C 30,30 31,61 33,08 33,74 34,95

Строим график в координатах π/C – C (рис. 3).

Экстраполируем полученную зависимость на С = 0. Отсекаемый на оси ординат отрезок K (рис. 3) равен .

π/С, Н·м/кг


К=28,7
С, кг/м3

Рис. 3. Зависимость π /С от концентрации

МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАНИЯ

Задачка 1.Обусловьте молярную массу ВМВ в соответственном Реологические свойства дисперсных систем. растворителе, используя данные осмометрического либо вискозиметрического способа.

Вариант 1, 21.

Осмометрия. Т = 289,5 К. Этилцеллюлоза в анилине.

Концентрация раствора С, кг/м3
Осмотическое давление p, Па 92,4

Вариант 2, 22.

Осмометрия. Т = 298 К. Поливинилхлорид в циклогексане.

Примите π = Δh∙9,806∙103 ( Н/м2), где π – осмотическое давление, Δh – разность уровней в капиллярах, опущенных в раствор и растворитель.

Концентрация раствора Реологические свойства дисперсных систем. С, кг/м3
Dh×102, м 0,32 0,99 1,7 2,46 3,7

Вариант 3, 23.

Осмометрия. Т = 293 К. Полистирол в толуоле. Примите p = Dh×9,806×103 (Н/м2), где p - осмотическое давление, Dh - разность уровней в капиллярах, опущенных в раствор и растворитель.

Концентрация раствора С, кг/м3 2,91 4,96 7,82 9,69
Dh×102, м 0,95 1,67 2,78 3,51 4,5

Вариант 4, 24.

Осмометрия. Т = 298 К. Полистирол в бензоле. Примите p = Dh×9,806×10-3 (Па Реологические свойства дисперсных систем.), где p – осмотическое давление, Dh – разность уровней в капиллярах, опущенных в раствор и растворитель.

Концентрация раствора С, кг/м3
Dh×102, м 0,32 0,99 1,7 2,46 3,7

Вариант 5, 25.

Осмометрия. Т = 297,5 К. Этилцеллюлоза в анилине.

Концентрация раствора С, кг/м3
Осмотическое давление p, Па

Вариант 6.

Осмометрия. Т = 313,8 К. Этилцеллюлоза в анилине.

Концентрация раствора С, кг/м3
Осмотическое Реологические свойства дисперсных систем. давление p, Па 99,6

Вариант 7.

Осмометрия. Т = 293 К. Бутадиеновый каучук в бензоле.

Концентрация раствора С, кг/м3 1,206 2,898 5,108 7,684 9,912 12,28
Осмотическое давление p, Па 8,4 31,9 81,6 169,4 267,3 401,0

Вариант 8.

Осмометрия. Т = 313 К. Этилцеллюлоза в анилине.

Концентрация раствора С, кг/м3 1,1 2,79 4,91 6,89 10,06 13,38
Осмотическое давление p, Па 49,4 140,6 250,9 365,4 536,0 739,6

Вариант 9.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Полистирол в толуоле. Константы:

К = 1,61×10-5, a = 0,70.

Концентрация раствора С Реологические свойства дисперсных систем., кг/м3 1,7 2,12 2,52 2,95 3,4
Время истечения t, с 97,6 115,1 120,2 124,5 129,8 134,9

Вариант 10.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Полиметилметакрилат в бензоле. Константы:

К = 4,7×10-5, a = 0,77.

Концентрация раствора С, кг/м3 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
Приведенная вязкость hуд/С 0,408 0,416 0,430 0,434 0,442 0,452

Вариант 11.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Нейлон в муравьиной кислоте. Константы:

К = 11×10-5, a = 0,72.

Концентрация раствора С, кг/м3 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Приведенная вязкость hуд/С 0,09 0,096 0,104 0,109 0,117

Вариант 12.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Перхлорвиниловая Реологические свойства дисперсных систем. смола в циклогексане. Константы: К = 6,3×10-5, a = 0,67.

Концентрация раствора С, кг/м3 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
Удельная вязкость hуд 0,204 0,433 0,678 0,960 1,240

Вариант 13.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Поливинилацетат в ацетоне. Константы:

К = 4,2×10-5, a = 0,68.

Концентрация раствора С, кг/м3
Удельная вязкость hуд 0,14 0,465 0,84 1,3

Вариант 14.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Поливинилацетат в хлороформе. Константы:

К = 6,5×10-5, a = 0,71.

Концентрация раствора С, кг/м3
Приведенная Реологические свойства дисперсных систем. вязкость hуд/С 0,385 0,465 0,530 0,615

Вариант 15.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Поливинилацетат в бензоле. Константы:

К = 5,7×10-5, a = 0,70.

Концентрация раствора С, кг/м3
Приведенная вязкость hуд/С 0,242 0,285 0,310 0,355

Вариант 16.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Этилцеллюлоза в анилине. Константы:

К = 6,9×10-5, a = 0,72.

Концентрация раствора С, кг/м3 1,75 2,5 3,25 4,0
Удельная вязкость hуд 0,24 0,525 0,875 0,135 0,184

Вариант 17.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Поливинилацетат в ацетоне. Константы Реологические свойства дисперсных систем.:

К = 5,5×10-5, a = 0,70.

Концентрация раствора С, кг/м3
Приведенная вязкость hуд/С 0,222 0,260 0,295 0,330

Вариант 18.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Полиакриловая кислота в бензоле. Константы:

К = 6,5×10-5, a = 0,71.

Концентрация раствора С, кг/м3
Приведенная вязкость hуд/С 0,385 0,465 0,530 0,615

Вариант 19.

Вискозиметрия. Т = 298 К. Полистирол в толуоле. Константы:

К = 1,61×10-5, a = 0,70.

Концентрация раствора С, кг/м3 1,7 2,12 2,52 2,95 3,4
Удельная вязкость hуд 0,184 0,231 0,276 0,330 0,382

Вариант 20.

Вискозиметрия Реологические свойства дисперсных систем.. Т = 298 К. Полибутадиен в толуоле. Константы:

К = 2,16×10-5, a = 0,64.

Концентрация раствора С, кг/м3 1,41 1,94 2,59 3,24 3,89
Время истечения раствора t, с 171,5 216,1 257,3 282,6 308,1

Задачка 2. Исследование кинетики набухания ВМВ.. Постройте кривую кинетики набухания ВМВ в координатах степень набухания α (толика поглощенного растворителя Q) от времени. Придите к выводу о типе процесса набухания. Обусловьте константу Реологические свойства дисперсных систем. скорости набухания графическим способом, приняв, что процесс набухания подчиняется кинетическому уравнению реакции I порядка.

Вари- ант Т, К ВМВ Растворитель t, мин α, % Q, %
1, 21 Каучук CCl4 -
2, 22 Агар-агар Вода+изопропи- ловый спирт -
3, 23 Вулканизиро- ванный каучук Бутанол -
4, 24 Поли – ε – капроамид Этанол -
5, 25 Натуральный каучук Этанол - 9,0 34,0 56,0 71,0 87,5 94,0 99,5 100,0 100,0
Агар-агар Изопропанол -
Каучук Ацетон -
Агар-агар Вода+амиловый спирт Реологические свойства дисперсных систем. -
Этилцеллюлоза Толуол 25,0 37,0 56,0 56,8 73,0 73,0 -
Каучук Диметил- формамид 14,5 23,6 36,2 45,7 52,0 52,0 -
Целлюлоза Этанол 9,0 34,0 56,0 87,5 99,5 100,0 100,0 -
Каучук Дибутилфтолат - 14,5 23,6 31,4 36,2 40,6 45,7 52,0 52,0
Агар-агар Вода+бутанол -
Каучук Дибутилфтолат - 25,0 37,0 45,0 56,0 60,0 66,8 73,0 73,0
Агар-агар Вода -
Каучук Дибутилфтолат -
Каучук СКС-30 АРК Мазут 79,98 146,04 230,00 317,10 369,19 369,19 -
Вулканизиро- ванный каучук Веретенное масло -
Натуральный каучук Вазелиновое масло Гель Раствор -
Вулканизиро- ванный каучук Бензин 5,55 9,80 19,33 25,79 28,25 30,00 30,00 -


reshat-problemu-na-primere-borbi-s-drugimi-opasnostyami.html
reshayushie-pobedi-krasnoj-armii-v-1944-g.html
resheni-e-imenemrossijskojfederaci-i.html