Сдвиговое поле в турбулентном потоке необнородно и не хорошо определено. Это то, почему тяжело исследовать кинетику механохимических процессов и понимать фундаментальные механизмы механической активации. Это ограничение побудило исследователей изучать растворы полимеров в ламинарных и однородных, хорошо-определенных сдвиговых полях. Ранние исследования Porter and Johnson ясно продемонстрировали, что расшепление цепи полиизобутелена в цетане при высоких значениях сдвига при условиях ламинарного потока были приписанным силам растяжения. С тех пор солидный усилия были вложены для того, чтобы понять механизмы и природу поток-индуцированных конформаций и ковалентных изменений в расщеплении макромолекул.
В основном в elongational полях потока для изолированнаой гибкоцепочечной молекуля ожидается протекание переход в растяжение колец при критическом значении натяжения. Свитые полимер проходит через elongational поле котока испытывая сильную гидродинамическую силу. Полимерная цепи начинает удлиняться когда сила превышает энтропийную эластичность, это ведет в результате к свертыванию. В то время как значение растяжение в дальнейшем увеличивается, протекает расщепление цепи. Ryskin, мотивированный описанием Френкеля повторяющейся расновесной конфигурации полимера растянутого сильным потоком, предложил “yo-yo” модель для того, чтобы объяснить динамику растяжения цепи. “yo-yo” модель предполагает, что сила растяжения вдоль длинны цепи не однородна. Сила растяжения равна нулю на концах и максимальна а в середине с приблизительно параболическим описанием. Если значение растяжение ε˙, больше, чем ε˙ центральная часть полимера удлиняется первой и затем остается напряженной и рост в длинне происходит за счет свернутых концевых частей. Концевая части движется обособленно в симметричной манере под воздействием потока, одновременно уменьшаясь в размере. Если поток начинает слабеть, цепь завивается обратно в клубок; в результате каждая половина цепи ведет себя как “yo-yo.”. Rabin посчитал зависимость значения критического натяжения от молекулярного веса полимера для расщепления полимера в переменном пространственном потоке (ε˙f ∝ M-1.1). Это модели расщепления была приблизительно в согласии с некоторыми наблюденными результатами в переменным капиллярных потоках, но в не согласовывалась с с законом масштабирования (ε˙f ∝ M-2) для наблюдалюдаю для точки стагнации в пространственных полях потока.
Два разных вида elongational потока, противоположенный струи elongational поток и переменный elongational поток были использованы для того, чтобы изучить поток-индуцированныное расщепление цепи полимера в растворе Рис. 8. Keller and Odell использовали прибор с поперечными щелями для того, чтобы генерировать поток с противоположенными направлениями. Поле потока, созданное с помощью противоположено расположенных отверстийимеет область нулевой скорости – точку стагнации (Х на Рис.8) – где быстро текущий раствор полимера подвергается высокому градиенту скоростей. Полимерные цепи, захваченные в центр в\поля потока остаются там достаточно долго для раскручивания и полного растяжения. Экспериментально, эксперименты по двулучепреломлению были использованы для того, чтобы определить протяженность удлинения цепи. Так как значение растяжения увеличивается это в конечном счете увеличивает значение растяжения разрушения, точки в которой протекает расщепление цепи. Критическое значение растяжения для разрыва цепи (ε˙f), как было найдено было, уменьшается с увеличение молярной массы полимера (ε˙f ∝ M-2).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.