3.2. Результат вимірювання густини і кінематичної в’язкості пмс-400.

Реологічні властивості ПМС-400 були досліджені у температурному діапазоні 293 – 373 К . Густина вимірювалася двоколінним пікнометром з похибкою 0,05%. Віскозиметрія проводилася за допомогою капілярного віскозиметра з похибкою не більше 2%. Термостатування проводилося не менше години, при цьому похибка становила 0,5К. Методики вимірювань описані в другому розділі.

Результати дослідження температурної залежності густини (), кінематичної (v), зсувної (в’язкостей, представлені у таблиці 2, причому зсувна в’язкість розраховувалася за формулою=v.

На рис. 6 показано температурну залежність густини ПМС-400, яка носить спадний лінійний характер. На рис. 7 відображена залежність зсувної в’язкості від температури для поліметилсилоксану-400.

Таблиця 2

Т, К	ρ, кг/м³	𝜈•м/с	η, Па•с	С, м/с	•,
293	975,3	395,3	0,3855	1016	99,32
303	966,7	334,1	0,3229	991	105,33
313	957,8	277,9	0,2662	963	112,58
323	949.4	238,2	0,2261	937,4	119,87
333	940.3	201,8	0,1897	913	127,58
343	931,6	174,3	0,1624	894	134,30
353	923,0	148,9	0,1375	865	144,80
363	914,3	131,2	0,1199	839,4	155,23
373	905,7	110,3	0,0998	818	165,01

Рис. 6 Температурна залежність густини ПМС-400

Коефіцієнт зсувної в’язкості 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. 7 Температурна залежність зсувної в’язкості ПМС-100

Процеси, що протікають при зсувних деформаціях в рідинних системах, можна розглядати як мономолекулярні реакції розриву і утворення міжмолекулярних зв’язків між фрагментами динамічної макросистеми, що представляє собою зразок будь-якої рідини.

3.3 Розрахунки активаційних параметрів в’язкої 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 в’язкості рідини від температури. Ця подібність виявляється перш за все при порівнянні теплоємності рідини і відповідних твердих тіл. Поблизу температури плавлення ці теплоємності виявляються приблизно однаковими, у рідин вони звичайно на декілька відсотків більші. Ця обставина свідчить про те, що у рідин, так само як у твердих тілах, тепловий рух при температурах близьких до температури кристалізації, зводиться в основному до коливального руху частинок біля деяких положень рівноваги. Щоб поєднати це уявлення з текучістю рідин, необхідно припустити, що положення рівноваги, про які йде мова, не є незмінними, але можуть стрибкоподібно зміщуватись на невелику відстань. Середній час, протягом якого частинка коливається біля одного і того ж положення рівноваги може змінюватись в досить широких межах, залежно від температури, згідно формули

= (36),

де - період коливань,U - енергія, яку необхідно надати частинці, що перебуває в стані спокою, для переходу через потенціальний бар’єр, що відділяє положення рівноваги від сусіднього.

Ця формула Френкелем була виведена для тривалості перебування атома в адсорбованому стані на поверхні, з якою його пов’язує енергія адсорбції.

Основні розрахункові формули для розрахунку активаційних параметрів в’язкої течії наведені нижче.

Згідно теорії в’язкості Френкеля:

=A (37).

Прологарифмувавши праву і ліву частину, маємо:

ln= =(38).

Знаючи два значення зсувної в’язкості та температури, запишемо:

ln- ln=(-) (39).

Тоді коефіцієнт В, який відіграє роль енергії активації в’язкої течії, розрахуємо так:

B= Rln(40).

Або, що те ж саме

B= =(41).

Коефіцієнт A розрахуємо наступним чином:

A= (42).

Хід розрахунків поданий у таблиці 2. Тоді середні значення шуканих коефіцієнтів:

= =15503,136

= =0,0152

Таблиця 3

293	975,3	0,896	0,868	7,0491	0,2079	0,003411	0,000112	1856,25	6,3321	562,3362	0,01543
303	966,7	0,734	0,705	7,2570		0,003299			6,1232	456,3226	0,01545
313	957,8	0,619	0,589	7,4371	0,1824	0,003193	0,000098	1861,22	5,9435	381,2670	0,01544
323	949,4	0,520	0,491	7,6195		0,003095			5,7596	317,2214	0,01547
333	940,3	0,440	0,411	7,7962	0,1654	0,003002	0,000088	1879,55	5,6418	281,9698	0,01458
343	931,6	0,376	0,349	7,9616		0,002914			5,4773	239,2000	0,01457
353	923,0	0,329	0,302	8,1051	0,1455	0,002832	0,000078	1865,38	5,2821	196,7827	0,01534
363	914,3	0,287	0,261	8,2506		0,002754			5,1367	170,1533	0,01534