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每日科技名詞|剪切變稀

2021-08-26 13:22 作者:蘭亭野竹  | 我要投稿

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

【延伸閱讀】


當(dāng)你清晨起床睡眼惺忪地洗漱時,不小心將一大股牙膏擠了出來。當(dāng)你懊惱地收拾殘局時,想必不會首先選擇擰上牙膏蓋子,因為你清楚,即使倒置,牙膏也不會自己流出來。這是為什么呢?


原來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,它的黏度會變小。這一性質(zhì)既便于油漆的靜態(tài)存儲,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,比如芝麻醬就會越攪越稠,它就屬于剪切增稠流體。


關(guān)于剪切變稀流體,運用“類橡膠液體理論”可以描述其機理。


該理論認(rèn)為,材料的大分子鏈因熱運動而交聯(lián)纏結(jié)(同時也會破壞),形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),纏結(jié)點的形成速率與破壞速率大致相等,處于動態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)外部條件發(fā)生變化(如施加剪力)時,纏結(jié)點的破壞速率就會大于生成速率,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,它又會趨于最初的動態(tài)平衡狀態(tài)。也就是說,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(如提高機器轉(zhuǎn)速或推進(jìn)速率),可以降低材料黏度,增加其流動性,降低阻力,節(jié)省能耗,提高生產(chǎn)效率。

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