рылым титеріні трлерін крсетііз.

Коагуляциялы рылымдарды ерекше асиеті: Бзыланнан кейін жне бзылуа келген жктемені аланнан кейін рылым мен оны беріктігі айта пайда болады. Бл эффектіні тиксотропиядеп атайды.

Коагуляциялы рылымдарды тиксотпориялы асиеттері кптеген технологиялы процестерде шешуші роль атарады. Мысалы майлы бояулар жаан кезде сйылып, кейін ату керек. Кптеген биологиялы жйелер шін тиксотропиялы асиеттер тн.

Коагуляциялы рылымдара тн баса физика-химиялы асиетті синерезис, неколлапсдеп атайды. Синерезис дегеніміз рылым яшытарындаы сйы блініп, гельді лшемдеріні здігінен кішіреюі. Оны термодинамикалы себебі – гельдерді тепе-тедіксіз кйі. Мндай кй дисперстік фазаны лкен ауданымен атар гельрылымыны борпылдатыына байланысты. Себебі тыыз рылыма араанда борпылдата коалесценциялы контактілер саны аз болады. Белгілі жадайда гельді клемі крт кішірейіп, нтижесінде тыыз рылым тзіледі. Гельдерсинерезисіні таы бір механизмі болуы ммкін. Мысал ретінде полиакрил-амидты гельдерін алайы. Мндай гельдерді суа енгізсе, зарядталан полиакрил ышылыны тзілуіне келетін баяу гидролиз жреді. арсы иондарды электрлік тебілу серінен гельді клемі лаяды . Суа ацетон осса, белгілі концентрацияда (~40 %) гельді клемі крт кішірейеді. Бл жйедегі гельколлапсыны себебі – полимерді ацетондаы нашар ерігіштігі. Полиакрил ышылыны зарядталан сегменттері тзілмей, полимер макромолекулалары арасында тартылу кштері басым болады. Гель суда нерлым кбірек болса, бл эффект сорлым кштірек болады. Коагуляциялы рылымдарды тзілуі мен асиеттеріне бірнеше фактор сер етеді, олар:

- коллоидты ерітіндідегі блшектерді концентрациясы;

- дисперстік блшектерді формасы (трі);

- температура;

- механикалы сер (араластыру)

2. Кристалды-конденсациялы рылымдар (цемент суспензиясы; мармелад; кальций сульфатыны суспензиясы, шекей тастар)Конденсациялы рылымдар фазалы контактілер арылы тзіледі. Фазалы контактілерді ерекшелігі – оларды ауданы молекулалы лшемдерден едуір арты (лкен) жне блшектер арасындаы рекеттесулер когезиялы кштермен аныталады. Осы себептен коагуляциялы контактіге араанда, фазалы контактілерді беріктігі жоары болады.

Фазалы контактілер мен олара сйкес рылымдар конденсациялы жне кристалды деп блінеді. Конденсациялы рылымдар суытылан (атырылан) балытпа немесе аса аныан ерітінділерден атты аморфты блшектерді аланда тзіледі. Конденсациялы рылымдара силикагельдер мен алюмосиликаттар жатады. Натрий силикатыны ышылымен рекеттесу нтижесінде силикагельдер аморфты фаза тзеді. Коагуляциядан кейін тзілген кремний ышылыны золігель тзеді. Дисперстік ортаны (Na2SiO3) аса аныуына байланысты гельді дисперстік блшектері бірігіп, фазалы контактілер тзеді.

Кристалды рылымдар кристалды дисперстік блшектерді бірігу нтижесінде пайда болады. Мндай рылымдарды типтік кілі – поликристалды металдар мен минералдар.

Фазалы контактісі бар рылымдар коагуляциялы контактілерге араанда берік болады жне берік, біра сыныш материалдара сас болады. Олар пластикалы диформацияа абілетті жне тиксотропиялы асиеттерді крсетпейді.

Бірінші типтегі кеістіктік рылымдар суспензиялар жне зольдермен атар полимерлерді ерітінділерінде де пайда болады. Макромолекулаларды анизотроптылыы жне полимерлі тізбектердегі полярлы мен полярсыз топтарды болуы полимер ерітінділеріні рылымдануына келеді. Мндай ерітінділерде дисперсиялы рекеттесулер не сутекті байланыстар арылы тиксоторопты рылымдар тзіледі, немесе макромолекулалар арасындаы химиялы рекеттесулер нтижесінде айтымсыз конденсациялы рылымдар пайда болады.

Блшектері са агрегатты траты жйелерде екінші типтегі рылымдар пайда болады, яни оларды потенциалды исытарында екінші энергиялы минимум болмайды. Сонымен атар мндай жйелерде бірінші минимумда да блшектер рекеттесе алмайды. Сондытан осындай траты жйелердегі рылымдар тартылу емес, тебісу кштері арылы тзіледі. рылым тзілу шін дисперстік фаза концентрациясын арттыру арылы «тарыу жадайын» туызу керек. «Тарыу жадайына» блшектердегі беттік абаттар келуі ммкін. Нтижесінде блшек-ті клемі зінікінен лкен болып, оны «тиімді клем» деп атайды. Блшекті з клемінен тиімді клемі едуір лкен болуы ммкін.

 

39. рылымтзілу дегеніміз – кеістікте дисперстік жйелерді бір-бірімен байланысып кеістікте рылыма ие болуы;

мысала мармелад, холодец, амыр, тіс пастасы, пласилин, саыз, керамикалы масса, кондитерлік массалар, нан, сары май, безе, торт кремдері, бетондар, пенобетондар, нтатарды пресстелуі нтижесінде пайда болан материалдар жне т.б.

Барлы дисперсті жйелерді екі негізгі топа блуге болады: коагуляциялы типтегі контактысы рылымдар (коагуляциялы рылымдар) жне фазалы контактылы рылымдар (кристалды рылымдар).

Коагуляциялы рылымдарда блшектер контакт кезіндегі рекеттесу оларды «зара жанасуымен» – дисперстік ортаны саталатын тепетедік абышасы арылы немесе тікелей жанасуымен шектеледі. Мндай контакт пен рылыма жалпы механикалы айтымдылы – механикалы бзылудан кейін з бетімен айта рылым тзу (тиксотропия) тн.

Фазалы контактыларда блшектерді байланысуы элементарлы яшы ауданынан біршама кп ауданыны жаын серлесуші когезия кштері арылы жзеге асады.

Мндай контактылы бет поликристалды материал тйіршігіні шекарасыны ауданына те, ал бір блшектен екіншіге ауысуы бір фаза ішінде (бл рылымны аты да осыдан) іске асады. Тиксотропия асиетіне ие коагуляциялы рылыммен салыстыранда фазалы контактылы рылым айтымсыз бзылады. Мндай рылымдар нтаты материалдарды ныыздалу процесінде, аса суытылан балыманы жаадан тзілген дисперсті фазасыны конденсациясы мен кристалдануы кезінде пайда болады. Соы екі жадайда жаа фазаны тзілетін блшектері барынша тыыз рылымды аа немесе кеуексіз монолит тзіп, ттасып кетеді. Мысалы, жасанды тас алудаы цементті жне бетонны атуы кезіндегі механизм.

Ребиндер конусты пластометрі дисперсті жйелерді шекті ыысу кернеуін лшеуге негізделген жне лкен дискке асулы металды жіпке байланан конуспен сипатталады. арсы шына теестірілген гирі бар яшы орнатылан. йкелісі минималды, жеілозалыш дискті ауырлы кшіні ортасына блок орнатылан (14 сурет). Ол тепе-тедікті стап трады.

Шекті ыысу ыдыса салынан зерттелетін зата белгілі бір салма кернеуі себебінен енгізілген конусты тередігіні шамасымен аныталады.

Металды жіпке байланан конус белгілі бір гирді абайлап алып тастааннан кейін массаны теседі. Конусты тесуі конус зегіне бекітілген микрошкала арылы аныталады.

Пластикалы беріктілікті мына формула бойынша анытайды:

 

(63)

 

мнда F – конусты арсы жаынан алынан жкті шамасы, г; h_m – тесік тередігі, см; K – конус брышынан туелді траты шама:

(64)

 

мнда =40^o боланда K=0,77; =45^oболанда K=0,658; =60^oболанда K=0,41; =90^oболанда K=0,159 шамасына те.

Берілген кш серінен конус шы жйені клдене бетімен рылым интенсивті бзылатындытан алдымен тез, содан со баяу бата бастайды, жйені бзылу дрежесі бірден азаяды жне конусты жоары блігі тіптен бзылмаан рылым блігінде тотайды, яни бл рылыда крделі деформацияларды даму эффектісі баыланады.

 

40. Максвелл жне Кельвин-Фойгт лгілерін кезектестіре жаластыранда серпімділік деформациясы, эластикалылыы бар, сонымен атар релаксациялануа абілетті кернеуі бар жйе пайда болады. Мндай рамдас лгіні деформациялы исыы 7, суретте крсетілген.

Математикалы трде бл лгі келесі тедеумен сипатталады (Р = const кезінде):

Мндаы

 

мнда –салыстырмалы толы деформация; _о – лездік эластикалы деформация; ₁ – баяу эластикалы

деформация; _пл–пластикалы деформация.Кптеген фазааралы полимерлік абыршатарды деформациялы исытары деформациялы исыа сас болуы ммкін. Траты ыысу кернеуі серінен уаыта туелді деформация згерісін крсететін деформация исытарын =f(t) 1 тедеуі арылы деп жйені рылымды-механикалы константаларын анытауа болады. 1 тедеу Максвелл-Шведов-Кельвин лгісіні реологиялы асиетін сипаттайтын математикалы тедеу.

рылымданан пастаны, полимерлік абыршаты механикалы асиеттері бір-бірінен туелсіз бес константамен сипатталады:

1. Серпімділік (ыысу) модулі Е₁, (Н/м², дин/см²) немесе шартты-лездік серпімділік модулі

 

,

мнда а – масса абатыны алыдыы. Бл модуль лездік эластикалы деформацияа ₀сйкес.

2. Эластикалы модуль

 

; (Н/м², дин/см²),

 

мнда _m– максимальды деформация жне баяу эластикалы деформацияа ₁сйкес.

3. Тепе-тедік модулі

 

(Н/м², дин/см²),

бл толы дамыан эластикалы деформацияа сйкес.

4. Пластикалы ттырлы

 

(пуаз, Па·с)

 

мнда Р- – стационарлы ауа сер етуші кернеу.

5. Ауды наты шегі Р_К1, (Н/м²_, дин/см²)

-d/d=f(Р) исыынан клбеуді Р координатасымен жанасан мнінен алынады.

Ауды наты шегінен аз кернеулерде серпімділік, серпімділіктен кейінгі згеріс жне ньютонды аса ттырлыы бар баяу ау байалады.

Тжірибелерден алынан константаларды пaйдаланып рылымды-механикалы сипаттамаларды табуа болады:

1. Максвелл релаксация периоды ; сек

2. Эластикалылы Деформацияланушылы ; ; ;

3. Аышты Пластикалылы (Воларович бойынша)

; сек^-1

4. рылымны тратылыын (р трлі технологиялыпроцестердегі олданылуына арай) санды трде баалау шін тратылы коэффициенті сынылан:

 

,

 

мнда ₀, % - лездік эластикалы деформация; С, % -дисперсті фазаны концентрациясы.

Бл атынас негізгі факторларды ішінара байланыстыра отырып, дисперсті жйелерді, соны ішінде сазбалшы суспензиясыны тратылыын анытайды жне кеістіктік рылымтзілу кезінде суспензияны фазаа блінбеу абілетін крсетеді.