Cтраница 3
В производстве и при переработке многих материалов используют вещества, находящиеся в жидком состоянии. В этом случае длительность процесса и энергетические затраты, связанные с перемещением и транспортировкой жидкости по трубопроводам, зависят от ее текучести. Достаточно вспомнить выплавку металлов, получение и переработку полимеров, производство многих неорганических и органических веществ, медикаментов, пищевых и строительных материалов, чтобы понять, что знание закономерностей изменения текучести жидкостей необходимо для выполнения точных производственных расчетов. [31]
В производстве и при переработке многих материалов используются вещества, находящиеся в жидком состоянии. В этом случае длительность процесса и энергетические затраты, связанные с перемещением и транспортировкой жидкости по трубопроводам, зависят от ее текучести. Достаточно вспомнить выплавку металлов, получение и переработку полимеров, производство многих неорганических и органических веществ, медикаментов, пищевых и строительных материалов, чтобы понять, что знание закономерностей изменения текучести жидкостей необходимо для выполнения точных производственных расчетов. [32]
Пластическая деформация в кристаллических твердых телах происходит вследствие перемещения дислокаций. Если большое число дислокаций имеет возможность перемещаться на значительные расстояния в решетке, то кристалл деформируется. Для этого требуется, чтобы под действием приложенного напряжения происходили два следующих последовательных процесса: во-первых, возникновение дислокаций из некоторого источника и, во-вторых, перемещение этих дислокаций на значительные расстояния в кристалле. Изменение текучести в твердом теле определяется тем из этих процессов, который требует более высокого напряжения. В однофазных материалах определяющим может быть любой из двух процессов. Текучесть чистых отожженных металлов зависит в большинстве случаев от процесса возникновения новых дислокаций. В металлах, упрочняемых твердыми растворами, а также в некоторых неметаллических кристаллах определяющую роль может играть процесс перемещения дислокаций. [33]
Необходимо отметить еще одну особенность структуры клубков, образующихся из нитевидных макромолекул в растворе. С повышением температуры они становятся более рыхлыми, благодаря чему их влияние на объемную вязкость увеличивается. Наряду с этим молекулы растворителя, а также молекулы реагента - кислоты в данном случае легче диффундируют через рыхлые структуры клубков. Поэтому в растворах полиизобутилена ( ПИБ) температура в большей степени влияет на коэффициент диффузии D ( независимо от изменения текучести), чем это предусмотрено по уравнению Стокса - Эйнштейна. [34]
По теории, в основу которой положен гидролиз, трудно предположить, что вновь образованные аминогруппы будут отличаться по своему сродству к красителям от ранее имевшихся групп. Другим доказательством может служить адсорбция простых кислот. При величине рН 2 2 найлон поглощает около 1 5 эквивалента муравьиной кислоты на 1 кг волокна, что, по данным Фрелиха, значительно превосходит содержание аминогрупп. Однако Ремингтон и Глэддинг нашли, что если найлон кипятить в муравьиной кислоте при рН 2 2, то гидролиза, о котором можно было бы судить по изменению текучести, не наблюдается, хотя в аналогичных условиях при добавлении красителя он происходит в заметной степени. Поэтому муравьиная кислота не может поглощаться аминогруппами, а должна адсорбироваться на амидных группах, поскольку это единственные группы, количество которых достаточно для объяснения наблюдаемого поглощения кислоты. Но если адсорбция простых кислот идет по такому механизму, то ему почти непременно должна следовать и адсорбция кислотных красителей. Последним важным доказательством, подтверждающим адсорбцию красителей на амидных группах, явились опыты Карлина, Ферна и Викерстафа 17 ], изучавших влияние кислотных красителей на вытяжку найлона. Если невытянутый найлон окрашивается при рН 1 0 кислотным красителем, количество которого постепенно увеличивается, физические свойства волокна претерпевают внезапные и значительные изменения именно в момент насыщения аминогрупп красителем. До этого момента крашение лишь незначительно влияет на свойства волокна. Это явление еще не вполне ясно, но нет сомнения в том, что избыток красителя ( по сравнению с имеющимся количеством аминогрупп) должен соединяться с волокном по совершенно иному механизму, с чем, по-видимому, и связано внезапное изменение физических свойств. Постепенно происходящий гидролиз с образованием новых аминогрупп вызвал бы постепенное изменение физических свойств волокна, а не описанный выше резкий скачок. [35]
Ограничение по толщине позволяет исключить из рассмотрения в данной главе наполненные лакокрасочные материалы и клеи, хотя, в принципе, их можно отнести к полимерным композиционным материалам. Никаких ограничений на природу или форму второй фазы ( наполнителя) не накладывается. Наполнители могут использоваться в виде волокон, чешуек, порошков, пористых твердых тел или в газообразном состоянии. В качестве наполнителей могут применяться самые различные материалы - от стеклянных волокон до частиц кокса и от латексов каучука до песка. Необходимо было бы установить ограничения на минимальные размеры частиц второй фазы, однако это довольно трудно сделать. Так, резины, содержащие частицы сажи, и эластифициро-ванные стеклообразные термопласты - частицы эластичной фазы, имеющие размеры в интервале от 10 до 500 нм и резко изменяющие свойства этих материалов, относятся к композиционным материалам. С другой стороны, полимерные материалы, содержащие небольшое количество пигментов с размерами частиц порядка 0 3 - 10 мкм или наполнителей, вводимых для изменения текучести или отражательной способности полимеров и имеющих размеры частиц порядка 10 - 30 мкм, не относятся к композиционным материалам, несмотря на их типично двухфазную природу. Полимеры, содержащие красители, также не относятся к композиционным материалам, так как в большинстве случаев красители диспергируются на молекулярном уровне. [36]
Анализ рисунков 1 - 3 показывает, что вязкость нефти после контакта с водными растворами вышеуказанных реагентов снижается в 3 - 10 раз. Следует отметить, что изменение вязкости нефти от концентрации носит нелинейный характер. Особенно резкое снижение наблюдается, как уже отмечалось, в областях низких концентраций. Зависимость эффективной вязкости от концентрации реагента имеет ярко выраженный минимум в области концентраций 1 - 2 г / дм3, что подтверждает каталитический характер влияния ПФР на свойства нефти. Как показали исследования, оптимальная концентрация реагента зависит как от структуры ПФР, так и от состава нефти. Уршакского месторождения - 1 0; Арланского - 0 3; Югомаш-Максимовского - 0 5; Толбазинского - 1 0 % масс. Увеличение концентрации реагента выше оптимальной приводит к росту вязкости нефти, изменению текучести и смачиваемости поверхности, хотя с дальнейшим ростом концентрации ПФР вязкость может вновь понижаться. Однако применение высококонцентрированных растворов ПФР снижает экономический эффект применяемого реагента. [37]