Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Экспериментально исследована зависимость градиента эффективной вязкости η для концентрированных растворов полистирола в толуоле при трех концентрациях ρ = 0,4∙10 5; 0,5∙10 5; 0,7∙10 5 г/м 3 соответственно для четырех фракций полистирола со средними молярными массами М = 5,1∙10 4; 4,1∙10 4; 3,3∙10 4; 2,2∙10 4 г/моль соответственно. Для каждой пары значений ρ и М зависимость градиента вязкости изучалась при четырех температурах: 25, 30, 35 и 40°С. Эффективная вязкость расплавов полистирола была изучена для тех же фракций, но при температурах 190, 200 и 210°С. Исследования были проведены с использованием ротационного вискозиметра «Rheotest 2,1» при разных угловых скоростях ω вращения рабочего цилиндра. Анализ зависимостей η (ω) позволяет выделить фрикционный η f и упругий компонент η e вязкости и изучить их зависимость от температуры Т, концентрации ρ и длины цепи N. Было установлено, что относительное движение переплетенных между собой полимерных цепей в клубке дает основной вклад в фрикционную составляющую вязкости. Упругий компонент вязкости η е определяется упругими свойствами конформационного объема клубка полимерных цепей при деформации сдвига. На основе экспериментальных данных были получены численные значения характеристического времени и энергии активации сегментального движения. В случае расплава значение Е и ΔS*/R примерно в два раза больше тех же значений для разбавленных и концентрированных растворов полистирола в толуоле; это означает, что динамические свойства полимерных цепей в расплаве значительно ближе значениям этих свойств в полимерной матрице, чем в растворах. Проведенный анализ и обобщение полученных экспериментальных данных показывает, что так же, как и для низкомолекулярных жидкостей, изучение вязкости полимерных растворов позволяет достаточно адекватно оценить характеристическое время сегментальной подвижности, соответственно которому коэффициенты диффузии полимерных цепей могут быть рассчитаны в растворах и расплаве, другими словами, чтобы определить их динамические характеристики.

Ключевые слова:
effective viscosity, frictional and elastic components of the viscosity, m-ball, segmental motion, activation energy, эффективная вязкость, фрикционный и упругий компоненты вязкости, клубок, сегментальная подвижность, энергия активации
Список литературы

1. Ferry J. D. Viscoelastic Properties of Polymers / J. D. Ferry - N.Y.: John Wiley and Sons, 1980. - 641 p.

2. De Gennes P. G. Scaling Concepts in Polymer Physics / P.G. de Gennes - Ithaca: Cornell Univ. Press, 1979. - 300 p.

3. Tsvietkov V. N. The Structure of Macromolecules in Solutions / V. N. Tsvietkov, V. E. Eskin, S. Ya. Frenkel - M.: «Nauka», 1964. - 700 p. (in Russian)

4. Malkin А. Ya. Rheology: Conceptions, Methods, Applications / А. Ya. Malkin, А. I. Isayev - M.: «Proffesiya», 2010. - 560 p. (in Russian)

5. Grassley W. W. The Entanglement Concept in Polymer Rheology / W. W. Grassley // Adv. Polym. Sci. - 1974. - v. 16. - p. p. 1-8.

6. Eyring H. Viscosity, Plasticity, and Diffusion as Examples of Absolute Reaction Rates / H. Eyring // J. Chem. Phys. - 1936. - v. 4. - p. p. 283-291.

7. Peterlin A. Gradient Dependence of the Intrinsic Viscosity of Linear Macromolecules / A. Peterlin, M. Čopic // J. Appl. Phys. - 1956. - v. 27. - p. p. 434-438.

8. Ikeda Ya. On the effective diffusion tensor of a segment in a chain molecule and its application to the non-newtonian viscosity of polymer solutions / Ya. Ikeda // J. Phys. Soc. Japan. - 1957. - v. 12. - p. p. 378-384.

9. Hoffman M. Strukturviskositat und Molekulare Struktur von Fadenmolekulen / M. Hoffman, R. Rother // Macromol. Chem. - 1964. - v. 80. - p. p. 95-111.

10. Leonov А. I. Theory of Tiksotropy / А. I. Leonov, G. V. Vynogradov // Reports of the Academy of Sciences of USSR. - 1964. - v. 155. - № 2. - p. p. 406-409.

11. Williams M. C. Concentrated Polymer Solutions: Part II. Dependence of Viscosity and Relaxation Time on Concentration and Molecular Weight / M. C. Williams // A. I. Ch. E. Journal. - 1967. - v. 13. - № 3 - p. p. 534-539.

12. Bueche F. Viscosity of Polymers in Concentrated Solution / F. Bueche // J. Chem. Phys. - 1956. - Vol. 25. - P. 599 - 605.

13. Edvards S. F. The Effect of Entanglements of Diffusion in a Polymer Melt / S. F. Edvards, J. W. Grant // Journ. Phys. - 1973. - v. 46. - p. p. 1169-1186.

14. De Gennes P. G. Reptation of a Polymer Chain in the Presence of Fixed Obstacles / P. G de Gennes // J. Chem. Phys. - 1971. - v. 55. - p. p. 572-579.

15. Medvedevskikh Yu. G. Gradient Dependence of the Viscosity for Polymeric Solutions and Melts / Yu. G. Medvedevskikh, A. R. Kytsya, L. I. Bazylyak, G.E Zaikov // Conformation of Macromolecules. Thermodynamic and Kinetic Demonstrations - N. Y.: Nova Sci. Publishing, 2007. - p. p. 145-157.

16. Medvedevskikh Yu. G. Phenomenological Coefficients of the Viscosity of Low-Molecular Simple Liquids and Solutions / Medvedevskikh Yu. G., Khavunko О. Yu. // Collection Book: Shevchenko’ Scientific Society Reports - 2011 - v. 28 - p. p. 70 - 83 (in Ukrainian).

17. Medvedevskikh Yu. G. Viscosity of Polymer Solutions and Melts / Yu. G. Medvedevskikh // Conformation of Macromolecules Thermodynamic and Kinetic Demonstrations - N. Y.: Nova Sci. Publishing, 2007. - p. p. 125-143.

18. Medvedevskikh Yu. G. Statistics of Linear Polymer Chains in the Self-Avoiding Walks Model / Yu. G. Medvedevskikh // Condensed Matter Physics. - 2001. - vol. 2. - № 26. - p. p. 209-218.

19. Medvedevskikh Yu. G. Conformation and Deformation of Linear Macromolecules in Dilute Ideal Solution in the Self-Avoiding Random Walks Statistics / Yu. G. Medvedevskikh // Journ. Appl. Polym. Sci, 2008. - v.109. - № 4.

20. Medvedevskikh Yu.G., Khavunko O.Yu., Bazylyak L.I., Zaikov G.E. Viscoelastic properties of the polystyrene in concentrated solutions and melts (Рart 1). Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. - 2014. - T.17. - №1. - P.155-164.

21. Medvedevskikh Yu. Frictional and Elastic Components of the Viscosity of Polysterene-Toluene Diluted Solutions / Yu. Medvedevskikh, O. Khavunko // Chemistry & Chemical Technology - 2011 - v. 5 - № 3 - p. p. 291-302.

22. Medvedevskikh Yu. G. Conformation of Linear Macromolecules in the Real Diluted Solution / Yu. G. Medvedevskikh., L. I. Bazylyak, A. R. Kytsya // Conformation of Macromolecules Thermodynamic and Kinetic Demonstrations - N. Y.: Nova Sci. Publishing, 2007. - p. p. 35-53.

23. Kuhn H. Effects of Hampered Draining of Solvent on the Translatory and Rotatory Motion of Statistically Coiled Long-Chain Molecules in Solution. Part II. Rotatory Motion, Viscosity, and Flow Birefringence / H. Kuhn, W. Kuhn // J. Polymer. Sci. - 1952. - v. 9. - p. p. 1-33.

24. Tobolsky A. V. Viscoelastic Properties of Monodisperse Polystyrene / A. V. Tobolsky, J. J. Aklonis, G. Akovali // J. Chem. Phys. - 1965. - v. 42. - № 2 - p. p. 723-728.

25. Medvedevskikh Yu. G. Kinetics of Bimolecular Radicals Decay in Different Polymeric Matrixes / Yu. G. Medvedevskikh, A. R. Kytsya, O. S. Holdak, G. I. Khovanets, L. I. Bazylyak, G. E. Zaikov // Conformation of Macromolecules Thermodynamic and Kinetic Demonstrations - N. Y.: Nova Sci. Publishing, 2007. - p. p. 139-209.

26. Medvedevskikh Yu. G. Diffusion Coefficient of Macromolecules into Solutions and Melts / Yu. G. Medvedevskikh // Conformation of Macromolecules. Thermodynamic and Kinetic Demonstrations - N. Y.: Nova Sci. Publishing, 2007 - p. p. 107-123.

Войти или Создать
* Забыли пароль?