Terjemahan buku introduvtion toReologipengantarRheology adalah
ilmu deformasi dan aliran materi yang penelitiannya telah
berkontribusi banyak terhadap mengklarifikasi ide-ide tentang sifat
sistem koloid . Ini adalah subjek yang luar biasa dan pentingnya
peningkatan teknologi - di banyak industri , seperti karet ,
plastik , makanan , cat dan tekstil , kesesuaian. Perilaku rheologi
paling sederhana diperlihatkan pada satu sisi oleh cairan kental
Newtonian dan di sisi lain oleh Hookean padatan elastis . Namun,
sebagian besar bahan , terutama dari sifat koloid , menunjukkan
perilaku mekanik yang menengah antara dua ekstrim , dengan
karakteristik baik kental dan elastis. Bahan tersebut disebut
viskoelastik . Ada dua pendekatan umum untuk reologi , yang pertama
adalah untuk mengatur up ekspresi matematika yang menggambarkan
fenomena rheologi tanpa referensi yang tidak semestinya untuk
penyebabnya dan yang kedua untuk mengkorelasikan diamati perilaku
mekanik dengan struktur rinci materi dalam pertanyaan . Ini bukan
tugas yang mudah . Perilaku reologi dispersi koloid terutama
tergantung pada faktor-faktor berikut :Viskositas dari media
dispersi, Konsentrasi partikel, Ukuran, Partikel dan bentuk ,
Partikel - partikel dan partikel - dispersi interaksi media . bab
ini telah dibagi menjadi tiga bagiandi mana viskositas larutan
encer dan dispersi , non -Aliran Newtonian , dan sifat-sifat
viskoelastik sistem semi- padat dibahas kelekatan
viskositas Newtonian
Viskositas cairan adalah ukuran resistansi internal untuk gerak
relatif dari bagian yang berbeda dari cairan . viskositas
digambarkan sebagai Newtonian ketika gaya geser per satuan luas cr
antara dua bidang sejajar cairan dalam gerak relatif sebanding
dengan kecepatan gradien D antara pesawat yaitu
adalah koefisien viskositas . Dimensi 17 adalah ( massa )
(panjang ) -1 ( waktu ) -1 .Untuk sebagian besar cairan murni dan
bagi banyak solusi dan dispersi , adalah kuantitas yang terdefinisi
dengan baik untuk temperatur tertentu dan tekanan yang independen
dan D, dengan ketentuan bahwa aliran yang efisien yaitu laminar.
Banyak solusi lain dan dispersi, terutama jika terkonsentrasi dan
jika partikel asimetris dan / atau agregat penyimpangan dari aliran
Newtonian yang diamati. Penyebab utama dari aliran non - Newtonian
adalah pembentukan struktur seluruh sistem dan orientasi partikel
asimetris yang disebabkan oleh kecepatan gradien .Pengukuran
viscosity
Metode aliran kapiler
Metode yang paling sering digunakan untuk mengukur viskositas
adalah berdasarkan aliran melalui pipa kapiler . Tekanan di mana
cairan mengalir melengkapi tegangan geser Viskositas relatif dari
dua cairan dapat ditentukan dengan menggunakan Ostwald viskometer
sederhana. Likuid yang cukup diperkenalkan ke dalam viskometer
untuk tingkat berada di B dan C. Liquid kemudian disusun ke dalam
ekstremitas kiri sampai tingkat cairan di atas A dan di bagian
bawah bola kanan . Cairan ini kemudian dirilis dan waktu untuk
meniskus kiri untuk melewati antara tanda A dan B diukur .Karena
tekanan pada setiap instan mengemudi cairan melalui kapiler
sebanding dengan densitas , (9.2)di mana k adalah konstanta
viskometer , adalah densitas cairan dan t adalah waktu aliran. Oleh
karena itu, untuk dua cairan yang berbeda , (9.3)
Akurat thermostatting diperlukan , karena ketergantungan yang
ditandai viskositas pada suhu. Debu dan bahan berserat yang mungkin
memblokir kapiler harus dikeluarkan dari cairan sebelum masuk ke
viskometer tersebut . Sebuah viskometer dipilih yang memberikan
waktu aliran lebih dari c 100 s dan sebaliknya energi kinetik
koreksi diperlukan . Metode kapiler mudah dioperasikan dan tepat (
c. 0,01-0,1 persen ) dalam hasil , tetapi mempunyai kelemahan bahwa
tingkat geser bervariasi dari nol di tengah kapiler untuk maksimal
( yang menurunkan seluruh tekad ) di dinding . Dengan demikian ,
dengan partikel asimetris tekad viskositas dalam Ostwald viskometer
bisa menutupi berbagai negara orientasi dan diukurviskositas ,
meskipun direproduksi akan memiliki makna teoritis sedikit .
metode rotasi
Silinder konsentris dan instrumen kerucut dan plat sangat
berguna untuk mempelajari perilaku aliran cairan non - Newtonian .
Pada bagian pertama dari teknik ini sebuah pendekatan untuk menilai
seragam geser seluruh sampel dicapai dengan geser film tipis dari
cair antara silinder konsentris . Silinder luar dapat diputar (
atau osilasi ) pada tingkat yang konstan dan tegangan geser diukur
defleksi silinder bagian dalam , yang ditangguhkan oleh kawat torsi
atau silinder bagian dalam dapat diputar (osilasi) dengan silinder
luar stasioner dan resistensi ditawarkan untuk motor diukur . Jika
adalah kecepatan sudut silinder luar dan yang angular defleksi
silinder dalam , koefisien viskositas Cairan diberikan oleh
(9.4)
di mana k adalah konstanta aparat (biasanya diperoleh dengan
kalibrasi dengan cairan viskositas yang diketahui) . Kebutuhan
untuk dapat end koreksi dihindari jika tabung dalam tepat kerucut
berbentuk at its end , atau jika udara terperangkap dalam
berlubang-out dasar silinder dalam . Instrumen Cone dan plate (
lihat Gambar 9.3 ) mengizinkan kecepatangradien yang akan dijaga
konstan sepanjang sampel , dan sangat berguna untuk mempelajari
bahan yang sangat kental . A sangat kerucut serbaguna dan piring
Rheometer , yang dikenal sebagai rheogoniometer , dikembangkan oleh
Weissenberg yang memungkinkan kedua tangensialpasukan dan pasukan
normal (yaitu kekuatan yang cenderung mendorong kerucut atas; lihat
halaman 261) yang akan diukur baik dalam rotasi atau osilasi. Cone
dan plate metode (gambar 9.3)
Viskositas solusi koloid encer dan dispersiFungsi
viskositasKetika partikel koloid tersebar dalam cairan , aliran
cair terganggu dan viskositas lebih tinggi dibandingkan dengan yang
murni cair. Masalah yang berkaitan dengan viskositas dispersi
koloid ( terutama ketika encer ) dengan sifat partikel terdispersi
menjadi subyek dari banyak penyelidikan eksperimental dan teoritis
pertimbangan . Dalam hal ini , kenaikan viskositas yang lebih besar
signifikansi dari viskositas absolut , dan fungsi-fungsi
berikutviskositas didefinisikan :0 = viskositas pelarut murni atau
media dispersi = viskositas larutan atau dispersi / 0 = viskositas
relatif ( atau rasio viskositas )i= / 0 - 1 = kenaikan viskositas
relatif ( atau viskositas rasioincrement )i /c = mengurangi
viskositas ( atau nomor viskositas )
= Viskositas intrinsik ( atau membatasi nomor viskositas )
Dari ekspresi di atas dapat dilihat bahwa dikurangi dan
viskositas intrinsik memiliki unit konsentrasi timbal balik . kapan
satu menganggap bentuk partikel dan solvasi , bagaimanapun
konsentrasi adalah umumnya dinyatakan dalam fraksi volume partikel
( yaitu volume partikel / total volume ) dan yang sesuai dikurangi
dan viskositas intrinsik , oleh karena itu berdimensi .
partikel berbentuk bola
Einstein ( 1906) membuat perhitungan hidrodinamika (di bawah
asumsi mirip dengan Stokes ; lihat halaman 22 ) berkaitan dengan
gangguan garis aliran ketika identik , non - berinteraksi, kaku ,
bulat, partikel terdispersi dalam medium cair , dan tiba di
ekspresi
di mana k adalah konstanta
Pengaruh partikel seperti pada viskositas dispersi tergantung .
Oleh karena itu , hanya pada total volume yang mereka tempati dan
independen dari ukuran mereka . Validitas persamaan Einstein telah
dikonfirmasi eksperimen untuk suspensi encer ( < c 0,02 ) dari
bola kaca, spora tertentu dan jamur , partikel polystyrene , dll ,
di hadapan memadai elektrolit untuk menghilangkan efek biaya.Untuk
dispersi bola non - kaku ( misalnya emulsi ) garis aliran mungkin
sebagian ditularkan melalui partikel , membuatk dalam persamaan
Einstein kurang dari 2,5 . The non penerapan persamaan Einstein di
moderat konsentrasi terutama disebabkan oleh tumpang tindih
sehingga terganggu daerah aliran sekitar partikel . Sejumlah
persamaan , sebagian besartipe , telah diusulkan untuk memungkinkan
untuk ini .
Keselamatan dan asimetri
Volume jangka fraksi dalam persamaan viskositas harus mencakup
pelarut yang bertindak kinetis sebagai bagian dari partikel. Oleh
karena itu, intrinsik viskositas sebanding dengan faktor solvasi (
yaitu rasio volume terlarut dan unsolvated fasa terdispersi ) .
Faktor solvasi biasanya akan meningkat dengan penurunan ukuran
partikel . Partikel asimetri memiliki efek yang ditandai pada
viskositas dan nomor ekspresi kompleks yang berkaitan viskositas
intrinsik (biasanya diekstrapolasi ke nol kecepatan gradien untuk
menghilangkan pengaruh orientasi ) untuk rasio aksial untuk batang
, ellipsoids , rantai fleksibel , dll. Untuk secara acak
berorientasi , kaku , partikel memanjang , yang viskositas
intrinsik adalah kurang lebih sebanding dengan kuadrat dari rasio
aksial .efek Electroviscous
Ketika dispersi mengandung partikel bermuatan yang dicukur ,
ekstra energi yang dibutuhkan untuk mengatasi interaksi antara ion
di lapisan ganda di sekitar partikel dan muatan listrik pada
permukaan partikel , sehingga mengarah ke viskositas meningkat.
Untuk dibebankan rantai fleksibel , selain efek di atas (yang
biasanya kecil ) , sifat lapisan ganda mempengaruhi rantai
konfigurasi . Pada kekuatan ion rendah tolakan double-layer antara
berbagai bagian dari rantai fleksibel memiliki relatif panjang
jangkauan dan cenderung memberikan rantai konfigurasi diperpanjang
, sedangkan pada kekuatan ion tinggi kisaran interaksi double-layer
adalah kurang , yang memungkinkan konfigurasi lebih melingkar .
Oleh karena itu, viskositas menurun dengan meningkatnya kekuatan
ion , sering ditandai fashion. Polimer massa molekul relatif dari
pengukuran viskositas Pengukuran viskositas tidak dapat digunakan
untuk membedakan antara partikel ukuran yang berbeda tapi dari
bentuk yang sama dan tingkat solvasi . Namun, jika bentuk dan /
atau faktor solvasi mengubah dengan ukuran partikel , pengukuran
viskositas dapat digunakan untuk menentukan ukuran partikel . Jika
molekul polimer dalam larutan berperilaku sebagai kumparan acak ,
yangrata-rata jarak end-to -end sebanding dengan akar kuadrat nya
diperpanjang panjang rantai ( lihat halaman 25 ) yaitu sebanding
dengan Mr0,5, di mana Mr adalah massa molekul relatif . Volume
rata-rata terlarut molekul polimer, oleh karena itu , sebanding
dengan Mr1,5/ Mr (i.e. Mr0,5 ), karena volume unsolvated sebanding
dengan i.e ,Viskositas intrinsiklarutan polimer , pada gilirannya ,
sebanding dengan rata-rata solvasi faktor kumparan polimer
yaitu
dimana K adalah konstanta proportipnality . Bagi kebanyakan
polimer tinggi linear dalam larutan rantai agak lebih luas daripada
acak , dan hubungan antara intrinsik viskositas dan massa molekul
relatif dapat dinyatakan oleh umum persamaan yang diusulkan oleh
Mark dan Houwink :
K dan adalah konstanta karakteristik dari sistem polimer -
pelarut (alfa tergantung pada konfigurasi rantai polimer ) dan
sekitar independen dari massa molekul relatif .Nilai K dan untuk
beberapa sistem polimer - pelarut Selulosa asetat dalam aseton ( 25
C )Polystyrene dalam toluena ( 25 C )Poli ( metil metakrilat )
dalam benzena ( 25 CPoli ( vinil klorida ) di sikloheksanon ( 25 C
)1.49 x 1 ( T53,70 x 1 ( T50.94 x 10 ~ 50.11 X
HT50.820.620.761.0
Dalam pandangan eksperimental kesederhanaan dan akurasi ,
pengukuran viskositas sangat berguna untuk massa molekul relatif
rutin penentuan pada sistem polimer - pelarut tertentu . K dan
untuk sistem ditentukan dengan mengukur viskositas intrinsik fraksi
polimer yang massa molekul relatif telah ditentukan secara
independen - misalnya oleh tekanan osmotik , sedimentasi atau
hamburan cahaya . Untuk sistem polydispersed massa molekul
rata-rata relatif penengah antara jumlah rata-rata ( a = 0 ) dan
massa - rata (a= 1 ) biasanya hasil .
Aliran non Newtonian
Fenomena steady-state
Geser menipisGeser - menipis , seperti istilah menyarankan ,
ditandai dengan bertahap ( time- independent ) penurunan viskositas
jelas dengan meningkatnya laju geser , dan dapat timbul dari
sejumlah penyebab .
Jika agregasi partikel terjadi dalam sistem koloid , maka
peningkatan dalam laju geser akan cenderung untuk memecah agregat ,
yang akan menghasilkan , antara lain , pengurangan jumlah
pelarutbergerak dengan partikel , sehingga menurunkan viskositas
jelas sistem .Geser - menipis sangat umum untuk sistem yang
mengandung partikel asimetris . Partikel Asymmetric mengganggu
garis aliran ke tingkat yang lebih besar ketika mereka secara acak
berorientasi pada kecepatan rendah gradien daripada ketika mereka
telah berpihak pada - kecepatan tinggi gradien . Selain itu,
interaksi partikel dan imobilisasi pelarut disukai ketika kondisi
orientasi acak menang . Viskositas jelas dari sistem yang menipis
di geser yang paling rentan terhadap perubahan laju geser dalam
kisaran menengah di mana ada keseimbangan antara keacakan dan
keselarasan , dan antara agregasi dan dispersi .
Plastisitas dan hasil nilai
Plastisitas mirip dengan geser - menipis , kecuali bahwa sistem
tidak mengalir terasa sampai tegangan geser melebihi minimum
tertentu nilai . Stres yang diterapkan sesuai dengan kecil tapi
sewenang-wenang Tingkat terpilih deformasi disebut nilai yield .
(gambar 263)
Banyak sistem koloid menunjukkan disebut Bingham aliran , yaitu
ditandai dengan persamaan
Plastisitas adalah karena jaringan struktural yang berkelanjutan
yang menanamkan kekakuan pada sampel dan yang harus patah sebelum
aliran dapat terjadi . Hal ini sering sulit untuk membedakan antara
plastik dan biasa geser - menipis perilaku . Pemodelan tanah liat ,
lumpur pengeboran dan tertentu dispersi pigmen adalah contoh
dispersi plastik . Skorsing karbon hitam dalam minyak hidrokarbon
sering mendapatkan nilai yield berdiri dan menjadi melakukan ,
karena kontak antara partikel karbon yang dikembangkan di seluruh
system tersebut , Shearing mengurangi konduktivitas ini , dan
penambahan peptising agen mengurangi baik konduktivitas dan nilai
yield. .Geser penebalan
Geser - penebalan ditandai dengan peningkatan viskositas jelas
dengan meningkatnya laju deformasi . Geser - penebalan ditampilkan
pada khususnya , sebagai efek dilatant , oleh pasta partikel
peptised padat di mana hanya ada snfficient cair untuk mengisi
rongga . Sebagai laju geser meningkat , ini packing padat harus
dipecah untuk memungkinkan partikel mengalir melewati satu sama
lain . Ekspansi yang dihasilkan meninggalkan cairan cukup untuk
mengisi rongga dan ditentang oleh kekuatan tegangan permukaan . Hal
ini menjelaskan mengapa pasir basah tampaknya menjadi kering dan
tegas ketika berjalan di atas .
Tergantung waktu fenomenathixotropyThixotropy adalah analog
tergantung waktu geser - menipis dan perilaku plastik , dan muncul
dari penyebab agak mirip . Jika Sistem thixotropic diperbolehkan
untuk berdiri dan kemudian digesek pada tingkat yang konstan ,
viskositas jelas berkurang dengan waktu sampai keseimbangan antara
kerusakan struktural dan struktur re - formasi adalah tercapai.
Jika sistem dicukur kemudian dibiarkan berdiri , akhirnya
mendapatkan kembali struktur aslinya . Sebuah thixotropic
hysteresis loop (gambar 255)
Pengerasan-kerja dapat terjadi sebagai akibat dari belitan
mekanik atau jamming dari elemen struktur pada geser , contoh ini
menjadi ' necking ' dan sesuai ketangguhan batang logam saat
mengalami tegangan tarik . Sebuah rheologi teknis penting properti,
yang berhubungan dengan pengerasan-regangan ( dan mengalir
elastisitas ) , adalah spinability - yaitu fasilitas dengan yang
material dapat ditarik ke benang .
ViscoelasticityKetika khas elastis padat stres , segera
deformasi oleh berjumlah sebanding dengan tegangan dan
mempertahankan konstan deformasi selama stres tetap konstan - yakni
mematuhi Hukum Hooke . Pada penghapusan stres , energi elastis yang
tersimpan dalam padat dilepaskan dan padat segera pulih aslinya
bentuk . Cairan Newtonian , di sisi lain , merusak pada tingkat
sebanding dengan tegangan dan tidak menunjukkan pemulihan ketika
stres dihapus, energi yang terlibat yang telah hilang sebagai panas
dalam mengatasi tahanan gesek intern .Ketika bahan viskoelastik
stres , sebagian energi terlibat disimpan elastis , berbagai bagian
dari sistem yang cacat ke posisi non -ekuilibrium baru relatif
terhadap satu sama lain . Sisanya hilang sebagai panas , berbagai
bagian dari sistem mengalir ke ekuilibrium baru posisi relatif
terhadap satu sama lain . Jika gerak relatif dari segmen ke posisi
non -ekuilibrium adalah terhambat , deformasi elastis dan pemulihan
dari bahan yang tergantung waktu ( elastisitas terbelakang ) .
metode eksperimental Banyak instrumen ( plastometers , penetrometer
, extensiometers , dll ) dan prosedur telah dirancang untuk
mengukur reologi perilaku berbagai bahan viskoelastik . Namun,
hasil diperoleh dari sebagian besar instrumen ini sedikit mendasar
signifikansi , karena tegangan yang diterapkan tidak terdistribusi
secara merata seluruh sampel , dan cara di mana materi berperilaku
terhadap aparat tertentu diukur daripada mendasar milik bahan itu
sendiri . Namun demikian , instrumen empiris seperti sangat
diperlukan untuk tujuan pengujian kontrol dalam industri , di mana
jumlah sewenang-wenang yang dikenakan beberapa kaitannya dengan
sifat mekanik dalam pertimbangan biasanya cukup sufficient118 .
Untuk mengukur sifat elastis dan kental yang merupakan ciri khas
bahan yang dipertimbangkan dan independen dari sifat aparat bekerja
, stres diterapkan dan dihasilkan deformasi harus seragam di
seluruh sampel . konsentris silinder dan kerucut dan plat metode
perkiraan persyaratan ini . Untuk bahan yang self- pendukung ,
pengukuran pada, Misalnya, geser sampel persegi panjang yang ideal
, Pengukuran Creep melibatkan penerapan tegangan konstan ( biasanya
tegangan geser ) untuk sampel dan pengukuran mengakibatkan
deformasi sampel sebagai fungsi waktu . Gambar 9.6 menunjukkan
creep dan pemulihan lekukan khas . Dalam pengukuran stres -
relaksasi ,sampel dikenai deformasi yang telah ditentukan sesaatdan
pembusukan stres dalam sampel sebagai strukturalsegmen mengalir ke
posisi yang lebih santai diukur sebagai fungsiwaktu .(gambar
257)Respon dari bahan menjadi tekanan diterapkan setelah sangat
pendek kali dapat diukur secara dinamis dengan menerapkan
sinusoidal bervariasi stres untuk sampel . Perbedaan fase, yang
tergantung pada sifat viskoelastik dari bahan , diatur antara stres
dan ketegangan . Untuk padatan elastis Hookean stres dan ketegangan
berada dalam fase , sedangkan untuk cairan murni kental ketegangan
tertinggal 90 balik tegangan. Tergantung waktu deformasi dan
karakteristik struktural Deformasi material ketika mengalami stres
konstan , seperti yang dibahas , biasanya waktu tergantung . Pada
saat c . 10-6 s dan kurang semua bahan , termasuk cairan , memiliki
kepatuhan geser ( shear yaitu / geserstress) c . 10-11 dan 10-9 m2
N-1 . Hal ini karena hanya ada cukup waktu untuk sebuah perubahan
jarak interatomik dan lentur obligasi sudut berlangsung , dan
respon dari semua bahan adalah urutan yang sama besarnya dalam hal
ini . waktu diperlukan untuk berbagai unit struktural dari materi
untuk pindah ke posisi baru relatif terhadap satu sama lain
tergantung pada ukuran dan bentuk unit dan kekuatan ikatan antara
mereka . Molekul-molekul dari awal cairan untuk bergerak relatif
terhadap satu sama lain dan meningkat kepatuhan geser cepat setelah
gaya geser memiliki telah diterapkan hanya c . 10-6 s . Di sisi
lain , padatan keras , seperti sebagai berlian , kristal natrium
klorida dan bahan pada cukup rendah suhu berada di fase kaca ,
hanya menampilkan yang cepat atas deformasi elastis , bahkan
setelah tegangan geser telah diterapkan untuk waktu yang cukup .
(gambar 258)Waktu yang dibutuhkan untuk unit struktural dalam bahan
viskoelastik , seperti polimer tinggi , mengalir ke posisi baru
relatif terhadap satu lain adalah dalam beberapa dekade 1 s .
Molekul polimer berada dalam keadaan terus-menerus meregangkan dan
memutar , karena energi panas mereka. Konfigurasi dari rantai
polimer mengubah lebih cepat pada lokal skala dari pada skala
jangka panjang . Di bawah pengaruh eksternal stres , molekul
polimer fleksibel dan memutar ke lebih santai posisi , sekali lagi
lebih cepat pada skala lokal . Secara umum, ada kisaran yang
kontinyu pada skala waktu yang meliputi respon seperti sistem
terhadap tekanan eksternal . Atas dasar ini , informasi mengenai
sifat struktural bahan viskoelastik ( sangat tinggi polimer ) dapat
diperoleh dengan mengukur kepatuhan lebih lebar range di waktu
scale ( dengan metode dinamis untuk kali kurang daric , I s , dan
pengukuran rayapan kali lebih besar dari c . 1 s ) .
Elastisitas karet
Seperti karet bahan ( elastomer ) memiliki struktur didasarkan
pada polimer rantai ( rantai misalnya poliisoprena , - CH2 - C (
CH3) = CH - CH2 di karet alam ) berlabuh di berbagai titik cross-
linkage . itu tingkat cross-linking dapat ditingkatkan dengan
vulkanisasi . kapan membentang , rantai polimer diperpanjang
memanjang dan dikompresi melintang ( Gambar 9.8 ) dari konfigurasi
mereka rata-rata , perubahan dalam total volume yang inappreciable
, dan kekuatan pemulihan termal dihasilkan . "Ketika ketegangan
dilepaskan , rantai polimer kembali (biasanya cepat ) oleh gerak
termal rata-rata asli mereka konfigurasi angkaKarena sifat termal
dari gaya pemulih , deformasi karet , untuk beban yang diberikan ,
menurun karena suhu dinaikkan . Ini berbeda dengan elastisitas
pegas logam , yang karena atom individu yang sedikit pengungsi dari
keseimbangan lokal mereka posisi , struktur kumparan sangat
mengalikan efek ini , dan yang meningkat dengan meningkatnya suhu .
Jika derajat cross-linking tidak terlalu besar , seperti dalam
karet mentah, aliran viskos dapat terjadi , rantai polimer bergerak
secara permanen ke dalam posisi keseimbangan baru Berlebihan cross-
linking , di sisi lain tangan , membatasi perubahan dalam
konfigurasi rantai dan karet menjadi keras dan sulit untuk merusak
. Kristalisasi parsial dapat terjadi dalam bahan polimer , terutama
ketika diregangkan dan / atau didinginkan . Dari mekanik sudut
pandang , pengenalan daerah kristalin dalam polimer adalah setara
dengan meningkatkan derajat cross-linking , dan hilangnya sebagian
dari hasil elastisitas . Polimer menunjukkan suhu transisi gelas di
bawah ini yang pengaturan rantai dibekukan . Gerak termal tidak
lagi mengatasi gaya tarik menarik antara rantai polimer , dan
sampel menjadi keras dan rapuh .
Viscoelasticity Non - finearViscoelasticity disebut linear
ketika kepatuhan tergantung waktu (strain / stress) dari material
adalah independen dari besarnya diterapkan stres . Semua bahan
memiliki batas linearitas ( lihat Tabel 9.2 ) .Tabel 9.2 Linear
batas viscoelasticityMaterial Stres / N MT2 Persentase
reganganelastomerPlastiklemakc . 106-107c . 106-107c . 102c .
10-100c . 0,1-1c . 0.01
Batas linearitas elastomer besar , karena deformasi mereka
adalah bersifat entropis dan tidak melibatkan pecah obligasi dan
reformasi . Bahan viskoelastik memiliki batas linearitas jauh lebih
rendah . untuk segmen atau partikel dalam sistem seperti bergerak (
aliran ) relatif terhadap satu lain tanpa melemahnya materi ,
kekuatan ( spesifik dan nonspesifik ) di antara mereka harus
diatasi dan kemudian dipulihkan pada tingkat yang sama dalam posisi
baru . Jika stres deformasi adalah sedemikian rupa sehingga ini
Pasukan tidak dipekerjakan kembali secepat mereka mengatasi ,
materi menjadi struktural lemah. Pasukan yang tersisa dalam
potongan melintang tertentu antara unit struktural kemudian diatasi
bahkan lebih mudah oleh stres diterapkan , dan retak mungkin muncul
dalam sampel . Bahan dengan batasan linier viskoelastik rendah ,
oleh karena itu , mereka yang siap bekerja - melunak .
Efek WeissenbergKarakteristik perilaku viskoelastik adalah
kecenderungan untuk mengalir ke terjadi pada sudut kanan gaya yang
diterapkan . Contoh ekstrim ini perilaku diilustrasikan pada Gambar
9.9 . Ketika batang berputar diturunkan menjadi cairan Newtonian ,
cairan diatur ke rotasi dan cenderung bergerak keluar ,
meninggalkan depresi sekitar batang . ketika batang berputar
diturunkan ke dalam cairan viskoelastik , cairan mungkin
benar-benar memanjat batang. Rotasi batang menyebabkan cairan untuk
dicukur sirkuler dan , karena sifat elastis , ia bertindak seperti
membentang karet gelang , cenderung memeras cairan dalam menuju
pusat kapal dan , karena itu , sampai batang .