Реологічні властивості поліметисилоксану-100
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Густина для більшості поліорганосилоксанових рідин дорівнює , і лише для полімерів, які містять фенольні чи галоїдні радикали, густина перевищує але не більше .
Температура кипіння і леткість поліметилсилоксанових рідин залежать від їх вязкості. Лише дуже низькомолекулярні рідини киплять при атмосферному тиску. Рідини із вязкістю при , що перевищує , киплять при тиску , при температурах вище .
При горінні поліорганосилоксанових рідин виділяються густі, подразнюючі дихальні шляхи гази, які містять найдрібніші частинки двоокису кремнію, а також вуглекислий газ, водяні пари. При неповному згорянні поліорганосилоксанових рідин серед газоподібних продуктів можуть міститися формальдегід, мурашина кислота, а також легко киплячі полімери низької молекулярної маси. Одночасно утворюється желеподібний залишок високомолекулярного полімера.
Поверхневий натяг поліметилсилоксанових рідин складає від при вязкості до при вязкості і вище. При заміщенні метильних радикалів на фенольні чи інші величина поверхневого натягу деяких поліорганосилоксанових рідин зростає до (у нафтових електроізоляційних масел ).
Ця особливість поліорганосилоксанових рідин визначає їх здатність повзти по металічниx поверхняx і проникати через стики у зєднаннях, що створює ряд проблем, повязаних з герметизацією апаратів, у яких такі рідини застосовуються. З іншого боку, низький поверхневий натяг сприяє доброму поглинанню поліорганосилоксанових рідин пористими матеріалами, які звичайно застосовуються у якості твердої ізоляції (целюлозний папір, картон та інші) у електричних апаратах.
Підвищена термостійкість поліорганосилоксанових рідин зумовлює можливість їх застосування у електричних апаратах у поєднанні з твердими ізоляційними матеріалами підвищеної нагрівостійкості.
Поліметилсилоксанові рідини розчинні у легких вуглеводневих рідинах, галоїдованих вуглеводнях, вищих спиртах, ефірах, кетонах; частково розчинні у залежності від вязкості у ацетоні, бутанолі, легких нафтових маслах; не змішуються з важкими нафтовими маслами, петролатумом, важкими галоїдованими вуглеводнями, легкими спиртами (етанол, метанол), ефірами, жирними кислотами.
Під дією електричної дуги відбувається розклад поліорганосилоксанових рідин з виділенням газу, в основному водню, а також твердих продуктів: двоокису кремнію, карбіду кремнію і карбону. У результаті величина пробивної напруги поліорганосилоксанових рідин після декількох послідовних пробоїв у ньому різко падає, причому тим більше, чим вища вязкість рідини. Ця особливість поліорганосилоксанових рідин обмежує можливість їх застосування у вимикачах і контакторах.
До основних переваг електроізоляційних поліорганосилоксанових рідин варто віднести низьке значення вязкості при відємних температурах, задовільні діелектричні показники, значення яких мало змінюються у широкому діапазоні температур і частот, а також відносно високу термічну і проти окислювальну стабільність.
Істотним недоліком більшості поліорганосилоксанових рідин є їх горючість.
3.2 Температурна залежність густини і кінематичної вязкості ПМС-100
Реологічні властивості ПМС-100 були досліджені у температурному діапазоні . Густина вимірювалася двоколінним пікнометром з похибкою %. Віскозиметрія проводилася за допомогою капілярного віскозиметра з похибкою не більше %. Термостатування проводилося не менше години, при цьому похибка становила . Методики вимірювань описані в другому розділі.
Результати дослідження температурної залежності густини , кінематичної , зсувної вязкостей, представлені у таблиці 1, причому зсувна вязкість розраховувалася за формулою
На рис. 3.1. показано температурну залежність густини ПМС-100, яка носить спадний лінійний характер. На рис. 3.2. представлено температурну залежність кінематичної вязкості, яка носить нелінійний спадний характер. Поряд, на рис. 3.3. відображена залежність зсувної вязкості від температури для поліметилсилоксану-100.
Таблиця 1
293969,20,8960,868303961,10,7340,705313952,10,6190,589323943,40,5200,491333935,00,4400,411343925,90,3760,349353917,30,3290,302363908,30,2870,261
Рис. 3.1 Температурна залежність густини ПМС-100
Рис. 3.2 Температурна залежність кінематичної вязкості ПМС-100
Коефіцієнт зсувної вязкості визначає ступінь деформації молекулярної структури, а саме: характеризує дотичну дисипативну напругу, що виникає при ковзанні шарів рідини один відносно одного. Залежність від складу рідини та зовнішніх умов (тиск, температура, концентрація) робить цю фізичну величину структурно-чутливою.
Рис. 3.3 Температурна залежність зсувної вязкості ПМС-100
Процеси, що протікають при зсувних деформаціях в рідинних системах, можна розглядати як мономолекулярні реакції розриву і утворення міжмолекулярних звязків між фрагментами динамічної макросистеми, що представляє собою зразок будь-якої рідини.
3.3 Розрахунки активаційних параметрів вязкої течії за теорією Я.І. Френкеля
Ще до того як рентгенографічний аналіз рідин встановив подібність між ними і твердими тілами по відношення до розміщення частинок, що їх утворюють, Я.І. Френкелем було вказано на існування подібної схожості по відношенню до теплового руху цих частинок. На основі цих уявлень ним було теоретично виведено залежність вязкості рідини від температури. Ця подібність виявляється перш за все при порівнянні теплоємності рідини і відповідних тверди