1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал физической химии
  4. T. 97, № 8, 2023

Журнал физической химии, 2023, T. 97, № 8, стр. 1137-1154

Структурные причины неньютоновского поведения текучих систем

В. Н. Матвеенко a, *, Е. А. Кирсанов a, **

a Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет
Москва, Россия

* E-mail: 13121946VNM@gmail.com
** E-mail: Kirsanov47@mail.ru

Поступила в редакцию 26.01.2023
После доработки 26.01.2023
Принята к публикации 17.02.2023

Аннотация

Рассмотрены известные результаты реологических исследований, прежде всего, кривые вязкости и кривые течения различных дисперсных и полимерных систем. Представлены существующие в настоящее время объяснения причин неньютоновского течения. Описаны различные реологические модели, в которых изменение вязкости связано с изменением структуры вещества. Новая структурная реологическая модель, предложенная нами, является обобщением реологических моделей Кэссона и Кросса. В сферу ее действия попадают разнообразные структурированные системы: суспензии, эмульсии, растворы и расплавы полимеров, мицеллярные растворы и жидкие кристаллы. Рассмотрены особенности стационарного сдвигового течения неньютоновских систем.

Ключевые слова: неньютоновское течение, дисперсные системы, полимерные системы, структурная реологическая модель

Список литературы

  1. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1977. 440 с.

  2. Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения / пер. с англ. СПб.: Профессия, 2007. 560 с.

  3. Barnes H.A. A Handbook of Elementary Rheology. Institute of № n-Newtonian Fluid Mechanics, University of Wales, Aberystwyth. 2000.

  4. Hunter R.J. Foundations of colloid science. 1995. V. 2. Clarendon Press, Oxford. Chapter 18. Rheology of colloidal dispersions. P. 922.

  5. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур // Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука, 1966. С. 3.

  6. Урьев Н.Б. // Успехи химии. 2004. Т. 73. № 1. С. 39.

  7. Бибик Е.Е. Реология дисперсных систем. Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. 171 с.

  8. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии / Пер. с англ. под ред. В.Г. Куличихина. М.: КолосС, 2003. 312 с.

  9. Фройштетер Г.Б., Трилиский К.К., Ищук Ю.Л., Ступак П.М. Реологические и теплофизические свойства пластичных смазок / Под ред. Г.В. Виноградова. М.: Химия, 1980. 176 с.

  10. Кирсанов Е.А., Матвеенко В.Н. Неньютоновское течение дисперсных, полимерных и жидкокристаллических систем. Структурный подход. Москва: ТЕХНОСФЕРА, 2016. 384 с.

  11. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости / Под ред. Р.Ю. Степанова. М.: Мир, 1973. 758 с.

  12. Tadros Th.F. Introduction // Solid / Liquid dispersions / Ed. Th. F. Tadros. Academic press, London, 1987. P. 1.

  13. Cross M. // J. Colloid Sci. 1965. V. 20. P. 417.

  14. Krieger I.M. // Advances in Colloid and Interface science. 1972. V. 3. P. 111.

  15. Gillespie T. // J. Colloid Sci. 1960. V. 15. P. 219.

  16. Goodeve C.F. // Trans. Faraday Soc. 1939. V. 35. № 2. P. 342.

  17. Tanaka H., White J. // J. Non-Newtonian Fluid Mech. 1980. V. 7. P. 333.

  18. Hunter R.J. // Advances in Colloid and Interface science. 1980. V. 76. P. 107.

  19. Kuhn W. // Z. Phys. Chem. 1932. Bd. 161. S. 1.

  20. Casson N. // Rheology of disperse systems / Ed. Mill C.C. London: Pergamon Press, 1959. P. 84.

  21. Hoffman R.L. // J. Colloid Interface Sci. 1974. V. 46. P. 491.

  22. Scott Blair G.W. // Rheol. Acta. 1966. V. 5. P. 184.

  23. Cheng D.C.-H. // Br. Soc. Rheol. Bull. 1989. V. 32. № 1. P. 1.

  24. Bingham E.C. Fluidity and plasticity. New-York. McGraw-Hill. 1922. 219 p.

  25. Hershell W.H., Bulkey R. // Kolloid Zeitschrift. 1926. Bd. 39. S. 291.

  26. Смольский Б.П., Шульман З.П., Гориславец В.Н. Реодинамика и теплообмен нелинейно вязкопластичных материалов. Минск: Наука и техника, 1975. 446 с.

  27. Ostwald W., Auerbach R. // Kolloid Zeitschrift. 1926. Bd. 38. S. 261.

  28. Krieger I.M., Dougherty T.J. // Trans. Soc. Rheol. 1959. № 3. P. 137.

  29. Buscall R. // Colloids and Surf. A. 1994. V. 83. P. 33.

  30. Williamson R.V. // Ind. Eng. Chem. 1929. V. 21. P. 1108.

  31. Кирсанов Е.А. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2006. Вып. 1–2. С. 21.

  32. Кирсанов Е.А. // Там же. 2012. Вып. 3 (41). С. 79.

  33. Михайлов Н.В., Ребиндер П.А. // Коллоидн. журн. 1955. Т. 17. № 2. С. 107.

  34. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2011. Т. 52. № 4. С. 243.

  35. Hunter R.J., Frayne J. // J. Colloid Interface Sci. 1980. V. 76. № 1. P. 107.

  36. Ree T., Eyring H. // Appl. Phys. 1955. V. 26. P. 793.

  37. Кирсанов Е.А., Тимошин Ю.Н. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2013. Вып. 3 (45). С. 35.

  38. Кирсанов Е.А., Тимошин Ю.Н. // Там же. 2010. Вып. 4 (34). С. 38.

  39. Oda R., Panizza P., Schmutz M., Lequeux F. // Langmuir. 1997. V. 13. P. 6407.

  40. Hartmann V., Cressely R. // J. Phys. II France. 1997. V. 7. P. 1087.

  41. Кирсанов Е.А., Тимошин Ю.Н. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2012. Вып. 4 (42). С. 71.

  42. Youngsuk Heo. Universal scaling of linear and №nlinear rheological properties of semidilute and concentrated polymer solutions. Thesis Ph.D. University of Michigan. 2008. 122 p.

  43. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Структурное обоснование неньютоновского течения Вестник МГУ. Серия 2. Химия. 2017. Т. 58. № 2. С. 59.

  44. Dzuy Ng.Q., Boger D.V. // J. Rheology. 1983. V. 27. № 4. P. 321.

  45. Hieber C.A., Chiang H.H. // Rheol. Acta. 1989. V. 28. P. 451.

  46. Kalman D.R., Rosen B.A., Wagner N.J. // The XV Intern. Congress on Rheology. 2008. P. 1408.

  47. Grizzuti N., Cavella S., Cicarelli P. // J. Rheol. 1990. V. 34. № 8. P. 1293.

  48. Tuinier R., Kruif C. // J. Colloid Interface Sci. 1999. V. 218. P. 201.

  49. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: ООО ТИД Альянс, 2004. 464 с. Гл. VII.

  50. Markovitz H. // J. Rheology. 1985. V. 29. № 6. P. 777.

  51. Barnes H.A., Walters K. // Rheol. Asta. 1985. V. 24. № 4. P. 323.

  52. Кирсанов Е.А., Матвеенко В.Н. Вязкость и упругость структурированных жидкостей. Москва: ТЕХНОСФЕРА. 2022. 283 с.

  53. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А., Ремизов С.В. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2006. Т. 47. № 6. С. 393.

  54. Кирсанов Е.А., Ремизов С.В., Новоселова Н.В., Матвеенко В.Н. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2007. Т. 48. № 1. С. 22.

  55. Кирсанов Е.А. Течение дисперсных и жидкокристаллических систем. Иваново: Изд-во “Ивановский государственный университет”. 2006. 232 с.

  56. Maron S.N., Fok S.M. // J. Colloid Sci. 1955. V. 10. P. 482.

  57. Maron S.N., Levy-Pascal A.E. // J. Colloid Sci. 1955. V. 10. P. 494.

  58. Hertel D. Flow of polyethylene melts within and into rectangular ducts investigated by laser-Doppler velocimetry. 2007. PhD Thesis. Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-Nurnberg. Sierke Verlag, Gottingen.

  59. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. // Журн. прикл. химии. 2018. Т. 91. Вып. 5. С. 720.

  60. Кирсанов Е.А. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2011. Вып. 4 (38). С. 110.

  61. Кирсанов Е.А., Тимошин Ю.Н. // Там же. 2011. Вып. 1 (35). С. 48.

  62. Кирсанов Е.А., Тимошин Ю.Н. // Там же. 2013. Вып. 3 (45). С. 79.

  63. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А., Ремизов С.В. // Коллоидн. журн. 1994. Т. 56. № 3. С. 393.

  64. Matveenko V.N., Kirsanov E.A. // Colloids and Surfaces A. 1995. V. 101. P. 1.

  65. Kirsanov E.A., Remizov S.V. // Rheol. Acta. 1999. V. 38. P. 172.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Журнал физической химии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал