悬浮体触变性及其数学表征

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悬浮体触变性是体系内部微观网络结构随剪切率和剪切时间连续变化而产生的一种依时性行为.该文对Quemada提出的结构参数模型进行拓展,用可逆化学反应动力学方程唯象描述悬浮体结构变化过程,用模型参数来定量表征触变性大小.超细活性碳酸钙+DOP悬浮体系的触变性随超细活性碳酸钙填充率增加而显著增加.触变模型能较好地拟合实验结果,通过模型参数得到的定态剪切粘度和屈服应力的预示值与实验值较为吻合.气相二氧化硅水溶胶其触变性的发展是通过二氧化硅颗粒间氢键键合形成空间交联网络的结果,而PH值的变化改变了气相二氧化硅颗粒的表面化学性质,影响颗粒间的相互作用,包括氢键键合力、双电层静电排斥力以及范德华力,因而对气相二氧化硅水溶胶的触变性产生非常显著的影响.强酸性条件下,气相二氧化硅水溶胶凝胶化过程不明显,触变性随陈化时间增加而有所增加;PH值在等电点(2.3)附近,呈现反触变现象;PH进一步升高,体系凝胶化过程加速,尤其在PH=4~7之间,触变性显著增加,粘度也呈极大,粘度值在整个PH范围内呈两头低中间高;碱性条件下,尤其当PH>9,由于一部分羟基被中和加之s电势的升高,削弱了氢键的形成,可获得性质稳定的分散体系.并对进口和国产气相二氧化硅的触变性能进行了对比研究.用触变模型模拟二氧化硅网络结构的形成和破坏过程,与实验结果较为吻合.发现体系凝胶化过程中,结构聚结时间常数t<,a>降低,零剪粘度η<,0>增加,预示着氢键网络结构的形成和发展.对以上两种悬浮体系,从微观结构的角度出发,解释了触变和反触变机理,对影响触变性的诸多因素进行了分析和探讨.
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