剪切變稀 shear thinning
定義:非牛頓流體的表觀黏度隨剪切速率增加而降低的現(xiàn)象。
學(xué)科:化學(xué)_高分子化學(xué)_高分子物理化學(xué)與高分子物理
相關(guān)詞:剪切稠化 切變 非牛頓流體
圖片來(lái)源:視覺(jué)中國(guó)
【延伸閱讀】
當(dāng)你清晨起床睡眼惺忪地洗漱時(shí),不小心將一大股牙膏擠了出來(lái)。當(dāng)你懊惱地收拾殘局時(shí),想必不會(huì)首先選擇擰上牙膏蓋子,因?yàn)槟闱宄?,即使倒置,牙膏也不?huì)自己流出來(lái)。這是為什么呢?
原來(lái)牙膏是一種剪切變稀流體。剪切變稀指的是流體黏度隨剪切速率增大而減小的性質(zhì)。因此,擠壓牙膏皮時(shí)越用力,牙膏的黏度就越小,也就越容易像液體一樣流出。
涂料也是一種剪切變稀流體。它儲(chǔ)存在容器里黏度很大,而用刷子將其刷在墻上或其他壁面上,由于剪力作用,它的黏度會(huì)變小。這一性質(zhì)既便于油漆的靜態(tài)存儲(chǔ),又方便進(jìn)行涂刷作業(yè)。
大部分液體食物都屬于剪切變稀流體,比如塊狀的老酸奶稍加攪拌就變成了較稀的液體。但也有些例外,比如芝麻醬就會(huì)越攪越稠,它就屬于剪切增稠流體。
關(guān)于剪切變稀流體,運(yùn)用“類(lèi)橡膠液體理論”可以描述其機(jī)理。
該理論認(rèn)為,材料的大分子鏈因熱運(yùn)動(dòng)而交聯(lián)纏結(jié)(同時(shí)也會(huì)破壞),形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),纏結(jié)點(diǎn)的形成速率與破壞速率大致相等,處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)外部條件發(fā)生變化(如施加剪力)時(shí),纏結(jié)點(diǎn)的破壞速率就會(huì)大于生成速率,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變得稀疏,出現(xiàn)剪切變稀現(xiàn)象。當(dāng)外部條件恢復(fù)原狀(如剪力撤除)時(shí),它又會(huì)趨于最初的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。也就是說(shuō),剪切變稀是可逆的。
剪切變稀的性質(zhì)在高分子材料加工中有著重要應(yīng)用:適當(dāng)提高剪切速率(如提高機(jī)器轉(zhuǎn)速或推進(jìn)速率),可以降低材料黏度,增加其流動(dòng)性,降低阻力,節(jié)省能耗,提高生產(chǎn)效率。
責(zé)任編輯:唐可