Отличия в течении ньютоновских и неньютоновских жидкостей

Нагрев полимерного материала переводит его в расплавленное податливое состояние, в котором можно придать ему нужную форму. Это является основной задачей переработки полимеров, которую решают в соответствии с закономерностями их течения. «Течь» по-гречески произносится «рео» (рео), поэтому наука о течении получила название реологии.

В целом, что такое ньютоновская жидкость? Это жидкость, вязкость которой не зависит от времени деформирования и условий сдвига. Это постоянная величина, меняющаяся, в первом приближении, только при изменении температуры материала. Она характерна, в основном, для низкомолекулярных веществ, в том числе для мономеров и олигомеров.

Что же такое неньютоновские жидкости? Это жидкости, для которых вязкость может зависеть: 1) от предыстории сдвига и 2) от мгновенного состояния сдвига. Первый класс жидкостей обладает временной зависимостью вязкости и включает два случая — обратимые и необратимые временные эффекты. Если вязкость жидкости меняется со временем воздействия напряжения (при постоянной скорости сдвига у") и этот эффект обратим, то жидкость является тиксотропной (ее вязкость при механическом воздействии падает, а при «отдыхе» растет) или реопектической (ее вязкость при механическом воздействии растет).

Для тиксотропных материалов (как правило, это дисперсные системы с анизодиаметричными частицами) происходит протекающее во времени снижение вязкости с обратимым ее восстановлением при отдыхе. Школа академика П. А. Ребиндера трактует тиксотропию как образование в системе особых коагуляционых структур, характеризующихся образованием сплошного каркаса (сетки). Его образование связано с броуновским движением частиц или с наличием некомпенсированных полей (электрических, магнитных, адсорбционных). Процесс идет не мгновенно, так как носит случайный характер и для установления прочной случайной структуры требуется время. Этот процесс термодинамически выгоден и протекает самопроизвольно (примером являются типографские краски, концентрированные смазки, наполненные сажей каучуки т. п.). Существуют также квазитиксотропные системы. Их признаком служит прохождение величины момента сопротивления при деформировании через максимум.

К реопектическим системам, которые структурируются при механическом воздействии, а потом проявляют тиксотропные свойства, относятся, например, концентрированные водные растворы гипса. Гипс в покое затвердевает через 40 мин. Если его медленно перемешивать, то затвердевание наступает через 20 мин. Те же эффекты характерны для водных суспензий бентонита. Следует отметить, что различие между поведением реопектических и тиксотропных материалов сильно зависит от точности измерений.