Introducción a la reología del polímero

La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido a fluir. La reología es el estudio de lo que sucede a la viscosidad ya que las condiciones de medición de cambio. Viscosidad aumenta exponencialmente con la concentración de polímero , pero permanece constante bajo diferentes velocidades de corte (velocidad a través de pequeños agujeros ) en la medición de fluidos newtonianos . La viscosidad puede cambiar drásticamente en función de la historia de cizallamiento y de corte para las soluciones de polímero . La unidad de viscosidad es el equilibrio. Medición de la viscosidad

Para fluidos simples , la viscosidad se mide típicamente como una función de la resistencia a la rotación de un husillo en una grande ( por ejemplo, 600 cc) contenedor de la solución. Para caracterizar la reología , la viscosidad debe ser medido a diferentes velocidades de corte . Una pequeña cantidad de solución se coloca entre una placa de rotación y una superficie fija a una distancia definida o un cilindro giratorio y una fija así a una distancia definida . La velocidad de cizallamiento es una función de la distancia entre las superficies y la velocidad de la superficie en movimiento.
Moléculas de polímero

Los polímeros son moléculas grandes construidas a partir de la repetición de subunidades de moléculas más pequeñas , como una cadena . Los polímeros son moléculas flexibles y vienen en todo tipo de formas y tamaños. Un polímero con forma de varilla tendrá una viscosidad más alta que un polímero de forma de balón de la misma masa. Piense en el vertido de un montón de horquillas y un montón de municiones en un embudo . La ronda BBs pasará por más rápido debido a que los pasadores se apuntan en diferentes direcciones y enredar . Sin embargo, si las horquillas se pueden todos hacer para que apunte directamente hacia abajo , pueden pasar por el embudo tan rápido como los BB .
Pseudoplasticidad

típicamente, cuando los polímeros son a bajo cizallamiento , la viscosidad es alta. Como los aumentos de las tasas de cizallamiento , la viscosidad disminuye debido a que las moléculas se alinean en filas como las horquillas por el movimiento del fluido. Una disminución de la viscosidad con cizallamiento será más perceptible para el de varilla o moléculas en forma de placa que las moléculas redondas. Generalmente la viscosidad aumentará de nuevo como la fuerza de corte se reduce . Este comportamiento se denomina pseudoplasticidad .
Otros comportamientos no newtonianos

Hay otros perfiles de comportamiento reológico . Algunos polímeros , tales como almidón de maíz , aumento de la viscosidad cuando se aplica cizalla. Tal solución se denomina dilatante . Si un polímero de la viscosidad disminuye cuanto más tiempo se agita bajo cizallamiento constante, se dice que es tixotrópico. Algunas soluciones de polímeros actúan un poco como una banda de goma líquida . Almacenan la energía depositada en ellos desde el reómetro . Estas soluciones se denominan soluciones viscoelásticas .
Reómetros

Reómetros medida de la viscosidad y se pueden programar para aplicar el aumento y /o disminución de cizalladura con el tiempo. La cantidad de tiempo requerido para polímeros para volver a la viscosidad a una velocidad anterior es una medida de la tasa de retorno a sus Estados asociados u orientaciones aleatorias .
¿Por qué estudiar la reología ?

el estudio de la reología de soluciones de polímeros bajo distintos perfiles de corte puede proporcionar alguna información sobre el peso molecular y la forma del polímero. Las asociaciones entre moléculas de polímero también se pueden estudiar .

En la industria, los comportamientos reológicos son explotados para dar productos características deseadas . Una pintura puede continuar sin problemas (viscosidad lowers cuando cepillado ) , pero no se ejecutará (viscosidad aumenta rápidamente cuando se detiene el movimiento de cepillado ) .