Terjemahan buku introduvtion to

Reologi

pengantarRheology adalah ilmu deformasi dan aliran materi yang penelitiannya telah berkontribusi banyak terhadap mengklarifikasi ide-ide tentang sifat sistem koloid . Ini adalah subjek yang luar biasa dan pentingnya peningkatan teknologi - di banyak industri , seperti karet , plastik , makanan , cat dan tekstil , kesesuaian. Perilaku rheologi paling sederhana diperlihatkan pada satu sisi oleh cairan kental Newtonian dan di sisi lain oleh Hookean padatan elastis . Namun, sebagian besar bahan , terutama dari sifat koloid , menunjukkan perilaku mekanik yang menengah antara dua ekstrim , dengan karakteristik baik kental dan elastis. Bahan tersebut disebut viskoelastik . Ada dua pendekatan umum untuk reologi , yang pertama adalah untuk mengatur up ekspresi matematika yang menggambarkan fenomena rheologi tanpa referensi yang tidak semestinya untuk penyebabnya dan yang kedua untuk mengkorelasikan diamati perilaku mekanik dengan struktur rinci materi dalam pertanyaan . Ini bukan tugas yang mudah .

Perilaku reologi dispersi koloid terutama tergantung pada faktor-faktor berikut :Viskositas dari media dispersi, Konsentrasi partikel, Ukuran, Partikel dan bentuk , Partikel - partikel dan partikel - dispersi interaksi media . bab ini telah dibagi menjadi tiga bagiandi mana viskositas larutan encer dan dispersi , non -Aliran Newtonian , dan sifat-sifat viskoelastik sistem semi- padat dibahas kelekatan

viskositas Newtonian

Viskositas cairan adalah ukuran resistansi internal untuk gerak relatif dari bagian yang berbeda dari cairan . viskositas digambarkan sebagai Newtonian ketika gaya geser per satuan luas cr antara dua bidang sejajar cairan dalam gerak relatif sebanding dengan kecepatan gradien D antara pesawat – yaitu

η adalah koefisien viskositas . Dimensi 17 adalah ( massa ) (panjang ) -1 ( waktu ) -1 .

Untuk sebagian besar cairan murni dan bagi banyak solusi dan dispersi , η adalah kuantitas

yang terdefinisi dengan baik untuk temperatur tertentu dan tekanan yang independen σ dan D, dengan ketentuan bahwa aliran yang efisien yaitu laminar. Banyak solusi lain dan dispersi, terutama jika terkonsentrasi dan jika partikel asimetris dan / atau agregat penyimpangan dari aliran Newtonian yang diamati. Penyebab utama dari aliran non - Newtonian adalah pembentukan struktur seluruh sistem dan orientasi partikel asimetris yang disebabkan oleh kecepatan gradien

.Pengukuran viscosity

Metode aliran kapiler

Metode yang paling sering digunakan untuk mengukur viskositas adalah berdasarkan aliran melalui pipa kapiler . Tekanan di mana cairan mengalir melengkapi tegangan geser Viskositas relatif dari dua cairan dapat ditentukan dengan menggunakan

Ostwald viskometer sederhana.

Likuid yang cukup diperkenalkan ke dalam viskometer untuk tingkat berada di B dan C. Liquid kemudian disusun ke dalam ekstremitas kiri sampai tingkat cairan di atas A dan di bagian bawah bola kanan . Cairan ini kemudian dirilis dan waktu untuk meniskus kiri untuk melewati antara tanda A dan B diukur .Karena tekanan pada setiap instan mengemudi cairan melalui kapiler sebanding dengan densitas ,

(9.2)di mana k adalah konstanta viskometer , ρ adalah densitas cairan dan t adalah waktu aliran. Oleh karena itu, untuk dua cairan yang berbeda ,

(9.3)

Akurat thermostatting diperlukan , karena ketergantungan yang ditandai viskositas pada suhu. Debu dan bahan berserat yang mungkin memblokir kapiler harus dikeluarkan dari cairan sebelum masuk ke viskometer tersebut . Sebuah viskometer dipilih yang memberikan waktu

aliran lebih dari c 100 s dan sebaliknya energi kinetik koreksi diperlukan . Metode kapiler mudah dioperasikan dan tepat ( c. 0,01-0,1 persen ) dalam hasil , tetapi mempunyai kelemahan bahwa tingkat geser bervariasi dari nol di tengah kapiler untuk maksimal ( yang menurunkan seluruh tekad ) di dinding . Dengan demikian , dengan partikel asimetris tekad viskositas dalam Ostwald viskometer bisa menutupi berbagai negara orientasi dan diukurviskositas , meskipun direproduksi akan memiliki makna teoritis sedikit .

metode rotasi

Silinder konsentris dan instrumen kerucut dan plat sangat berguna untuk mempelajari perilaku aliran cairan non - Newtonian . Pada bagian pertama dari teknik ini sebuah pendekatan untuk menilai seragam geser seluruh sampel dicapai dengan geser film tipis dari cair antara silinder konsentris . Silinder luar dapat diputar ( atau osilasi ) pada tingkat yang konstan dan tegangan geser diukur defleksi silinder bagian dalam , yang ditangguhkan oleh kawat torsi atau silinder bagian dalam dapat diputar (osilasi) dengan silinder luar stasioner

dan resistensi ditawarkan untuk motor diukur . Jika ω adalah kecepatan sudut silinder luar

dan θ yang angular defleksi silinder dalam , koefisien viskositas Cairan diberikan oleh

(9.4)

di mana k adalah konstanta aparat (biasanya diperoleh dengan kalibrasi dengan cairan viskositas yang diketahui) . Kebutuhan untuk dapat end – koreksi dihindari jika tabung dalam tepat kerucut berbentuk at its end , atau jika udara terperangkap dalam berlubang-out dasar silinder dalam . Instrumen Cone dan plate ( lihat Gambar 9.3 ) mengizinkan kecepatangradien yang akan dijaga konstan sepanjang sampel , dan sangat berguna untuk mempelajari bahan yang sangat kental . A sangat kerucut serbaguna dan piring Rheometer , yang dikenal sebagai rheogoniometer , dikembangkan oleh Weissenberg yang memungkinkan kedua tangensial

pasukan dan pasukan normal (yaitu kekuatan yang cenderung mendorong kerucut atas; lihat halaman 261) yang akan diukur baik dalam rotasi atau osilasi.

Cone dan plate metode (gambar 9.3)

Viskositas solusi koloid encer dan dispersiFungsi viskositasKetika partikel koloid tersebar dalam cairan , aliran cair terganggu dan viskositas lebih tinggi dibandingkan dengan yang murni cair. Masalah yang berkaitan dengan viskositas dispersi koloid ( terutama ketika encer ) dengan sifat partikel terdispersi menjadi subyek dari banyak penyelidikan eksperimental dan teoritis pertimbangan . Dalam hal ini , kenaikan viskositas yang lebih besar signifikansi dari viskositas absolut , dan fungsi-fungsi berikutviskositas didefinisikan :

η0 = viskositas pelarut murni atau media dispersiη = viskositas larutan atau dispersi

η / η0 = viskositas relatif ( atau rasio viskositas )

ηi= η / η0 - 1 = kenaikan viskositas relatif ( atau viskositas rasioincrement )

ηi /c = mengurangi viskositas ( atau nomor viskositas )

= Viskositas intrinsik ( atau membatasi nomor viskositas )

Dari ekspresi di atas dapat dilihat bahwa dikurangi dan viskositas intrinsik memiliki unit konsentrasi timbal balik . kapan satu menganggap bentuk partikel dan solvasi , bagaimanapun

konsentrasi adalah umumnya dinyatakan dalam fraksi volume φ partikel ( yaitu volume partikel / total volume ) dan yang sesuai dikurangi dan viskositas intrinsik , oleh karena itu berdimensi .

partikel berbentuk bola

Einstein ( 1906) membuat perhitungan hidrodinamika (di bawah asumsi mirip dengan Stokes ; lihat halaman 22 ) berkaitan dengan gangguan garis aliran ketika identik , non - berinteraksi, kaku , bulat, partikel terdispersi dalam medium cair , dan tiba di ekspresi

di mana k adalah konstanta

Pengaruh partikel seperti pada viskositas dispersi tergantung . Oleh karena itu , hanya pada total volume yang mereka tempati dan independen dari ukuran mereka . Validitas persamaan

Einstein telah dikonfirmasi eksperimen untuk suspensi encer ( φ < c 0,02 ) dari bola kaca, spora tertentu dan jamur , partikel polystyrene , dll , di hadapan memadai elektrolit untuk menghilangkan efek biaya.

Untuk dispersi bola non - kaku ( misalnya emulsi ) garis aliran mungkin sebagian ditularkan melalui partikel , membuatk dalam persamaan Einstein kurang dari 2,5 . The non – penerapan persamaan Einstein di moderat konsentrasi terutama disebabkan oleh tumpang tindih sehingga terganggu daerah aliran sekitar partikel . Sejumlah persamaan , sebagian besar

tipe , telah diusulkan untuk memungkinkan untuk ini .

Keselamatan dan asimetri

Volume φ jangka fraksi dalam persamaan viskositas harus mencakup pelarut yang bertindak kinetis sebagai bagian dari partikel. Oleh karena itu, intrinsik viskositas sebanding dengan faktor solvasi ( yaitu rasio volume terlarut dan unsolvated fasa terdispersi ) . Faktor solvasi

biasanya akan meningkat dengan penurunan ukuran partikel . Partikel asimetri memiliki efek yang ditandai pada viskositas dan nomor ekspresi kompleks yang berkaitan viskositas intrinsik (biasanya diekstrapolasi ke nol kecepatan gradien untuk menghilangkan pengaruh orientasi ) untuk rasio aksial untuk batang , ellipsoids , rantai fleksibel , dll. Untuk secara acak berorientasi , kaku , partikel memanjang , yang viskositas intrinsik adalah kurang lebih sebanding dengan kuadrat dari rasio aksial

.

efek Electroviscous

Ketika dispersi mengandung partikel bermuatan yang dicukur , ekstra energi yang dibutuhkan untuk mengatasi interaksi antara ion di lapisan ganda di sekitar partikel dan muatan listrik pada permukaan partikel , sehingga mengarah ke viskositas meningkat. Untuk dibebankan rantai fleksibel , selain efek di atas (yang biasanya kecil ) , sifat lapisan ganda mempengaruhi rantai konfigurasi . Pada kekuatan ion rendah tolakan double-layer antara berbagai bagian dari rantai fleksibel memiliki relatif panjang jangkauan dan cenderung memberikan rantai konfigurasi diperpanjang , sedangkan pada kekuatan ion tinggi kisaran interaksi double-layer adalah kurang , yang memungkinkan konfigurasi lebih melingkar . Oleh karena itu, viskositas menurun dengan meningkatnya kekuatan ion , sering ditandai fashion.

Polimer massa molekul relatif dari pengukuran viskositas Pengukuran viskositas tidak dapat digunakan untuk membedakan antara partikel ukuran yang berbeda tapi dari bentuk yang sama dan tingkat solvasi . Namun, jika bentuk dan / atau faktor solvasi mengubah dengan ukuran partikel , pengukuran viskositas dapat digunakan untuk menentukan ukuran partikel . Jika molekul polimer dalam larutan berperilaku sebagai kumparan acak , yangrata-rata jarak end-to -end sebanding dengan akar kuadrat nya diperpanjang panjang rantai ( lihat halaman 25 ) yaitu sebanding dengan Mr0,5, di mana Mr adalah massa molekul relatif . Volume rata-rata terlarut molekul polimer, oleh karena itu , sebanding dengan Mr1,5/ Mr (i.e. Mr0,5 ), karena volume unsolvated sebanding dengan i.e ,Viskositas intrinsiklarutan polimer , pada gilirannya , sebanding dengan rata-rata solvasi faktor kumparan polimer – yaitu

dimana K adalah konstanta proportipnality . Bagi kebanyakan polimer tinggi linear dalam larutan rantai agak lebih luas daripada acak , dan hubungan antara intrinsik viskositas dan massa molekul relatif dapat dinyatakan oleh umum persamaan yang diusulkan oleh Mark dan Houwink :

K dan adalah konstanta karakteristik dari sistem polimer - pelarut (alfa tergantung pada konfigurasi rantai polimer ) dan sekitar independen dari massa molekul relatif .Nilai K dan untuk beberapa sistem polimer - pelarut

Selulosa asetat dalam aseton ( 25 ° C )Polystyrene dalam toluena ( 25 ° C )Poli ( metil metakrilat ) dalam benzena ( 25 ° CPoli ( vinil klorida ) di sikloheksanon ( 25 ° C )1.49 x 1 ( T53,70 x 1 ( T50.94 x 10 ~ 50.11 X HT50.820.620.761.0

Dalam pandangan eksperimental kesederhanaan dan akurasi , pengukuran viskositas sangat berguna untuk massa molekul relatif rutin penentuan pada sistem polimer - pelarut tertentu . K dan untuk sistem ditentukan dengan mengukur viskositas intrinsik fraksi polimer yang massa molekul relatif telah ditentukan secara independen - misalnya oleh tekanan osmotik , sedimentasi atau hamburan cahaya . Untuk sistem polydispersed massa molekul rata-rata relatif penengah antara jumlah rata-rata ( a = 0 ) dan massa - rata (a= 1 ) biasanya hasil .

Aliran non – Newtonian

Fenomena steady-state

Geser – menipis

Geser - menipis , seperti istilah menyarankan , ditandai dengan bertahap ( time- independent ) penurunan viskositas jelas dengan meningkatnya laju geser , dan dapat timbul dari sejumlah penyebab .

Jika agregasi partikel terjadi dalam sistem koloid , maka peningkatan dalam laju geser akan cenderung untuk memecah agregat , yang akan menghasilkan , antara lain , pengurangan jumlah pelarutbergerak dengan partikel , sehingga menurunkan viskositas jelas sistem .Geser - menipis sangat umum untuk sistem yang mengandung partikel asimetris . Partikel

Asymmetric mengganggu garis aliran ke tingkat yang lebih besar ketika mereka secara acak berorientasi pada kecepatan rendah gradien daripada ketika mereka telah berpihak pada - kecepatan tinggi gradien . Selain itu, interaksi partikel dan imobilisasi pelarut disukai ketika kondisi orientasi acak menang . Viskositas jelas dari sistem yang menipis di geser yang paling rentan terhadap perubahan laju geser dalam kisaran menengah di mana ada keseimbangan antara keacakan dan keselarasan , dan antara agregasi dan dispersi .

Plastisitas dan hasil nilai

Plastisitas mirip dengan geser - menipis , kecuali bahwa sistem tidak mengalir terasa sampai tegangan geser melebihi minimum tertentu nilai . Stres yang diterapkan sesuai dengan kecil tapi sewenang-wenang Tingkat terpilih deformasi disebut nilai yield .

(gambar 263)

Banyak sistem koloid menunjukkan disebut Bingham aliran , yaitu ditandai dengan persamaan

Plastisitas adalah karena jaringan struktural yang berkelanjutan yang menanamkan kekakuan pada sampel dan yang harus patah sebelum aliran dapat terjadi . Hal ini sering sulit untuk membedakan antara plastik dan biasa geser - menipis perilaku . Pemodelan tanah liat , lumpur pengeboran dan tertentu dispersi pigmen adalah contoh dispersi plastik . Skorsing karbon hitam dalam minyak hidrokarbon sering mendapatkan nilai yield berdiri dan menjadi melakukan , karena kontak antara partikel karbon yang dikembangkan di seluruh system tersebut , Shearing mengurangi konduktivitas ini , dan penambahan peptising agen mengurangi baik konduktivitas dan nilai yield.

.Geser – penebalan

Geser - penebalan ditandai dengan peningkatan viskositas jelas dengan meningkatnya laju

deformasi . Geser - penebalan ditampilkan pada khususnya , sebagai efek dilatant , oleh pasta partikel peptised padat di mana hanya ada snfficient cair untuk mengisi rongga . Sebagai laju geser meningkat , ini packing padat harus dipecah untuk memungkinkan partikel mengalir melewati satu sama lain . Ekspansi yang dihasilkan meninggalkan cairan cukup untuk mengisi rongga dan ditentang oleh kekuatan tegangan permukaan . Hal ini menjelaskan mengapa pasir basah tampaknya menjadi kering dan tegas ketika berjalan di atas .

Tergantung waktu fenomena

thixotropyThixotropy adalah analog tergantung waktu geser - menipis dan perilaku plastik , dan muncul dari penyebab agak mirip . Jika Sistem thixotropic diperbolehkan untuk berdiri dan kemudian digesek pada tingkat yang konstan , viskositas jelas berkurang dengan waktu sampai keseimbangan antara kerusakan struktural dan struktur re - formasi adalah tercapai. Jika sistem dicukur kemudian dibiarkan berdiri , akhirnya mendapatkan kembali struktur aslinya . Sebuah thixotropic hysteresis loop

(gambar 255)

Pengerasan-kerja dapat terjadi sebagai akibat dari belitan mekanik atau jamming dari elemen struktur pada geser , contoh ini menjadi ' necking ' dan sesuai ketangguhan batang logam saat mengalami tegangan tarik . Sebuah rheologi teknis penting properti, yang berhubungan dengan pengerasan-regangan ( dan mengalir elastisitas ) , adalah spinability - yaitu fasilitas dengan yang material dapat ditarik ke benang .

ViscoelasticityKetika khas elastis padat stres , segera deformasi oleh berjumlah sebanding dengan tegangan dan mempertahankan konstan deformasi selama stres tetap konstan - yakni mematuhi Hukum Hooke . Pada penghapusan stres , energi elastis yang tersimpan dalam padat dilepaskan dan padat segera pulih aslinya bentuk . Cairan Newtonian , di sisi lain , merusak pada tingkat

sebanding dengan tegangan dan tidak menunjukkan pemulihan ketika stres dihapus, energi yang terlibat yang telah hilang sebagai panas dalam mengatasi tahanan gesek intern .Ketika bahan viskoelastik stres , sebagian energi terlibat disimpan elastis , berbagai bagian dari sistem yang cacat ke posisi non -ekuilibrium baru relatif terhadap satu sama lain . Sisanya hilang sebagai panas , berbagai bagian dari sistem mengalir ke ekuilibrium baru posisi relatif terhadap satu sama lain . Jika gerak relatif dari segmen ke posisi non -ekuilibrium adalah terhambat , deformasi elastis dan pemulihan dari bahan yang tergantung waktu ( elastisitas terbelakang ) .

metode eksperimental

Banyak instrumen ( plastometers , penetrometer , extensiometers , dll ) dan prosedur telah dirancang untuk mengukur reologi perilaku berbagai bahan viskoelastik . Namun, hasil diperoleh dari sebagian besar instrumen ini sedikit mendasar signifikansi , karena tegangan yang diterapkan tidak terdistribusi secara merata seluruh sampel , dan cara di mana materi berperilaku terhadap aparat tertentu diukur daripada mendasar milik bahan itu sendiri . Namun demikian , instrumen empiris seperti sangat diperlukan untuk tujuan pengujian kontrol dalam industri , di mana jumlah sewenang-wenang yang dikenakan beberapa kaitannya dengan sifat mekanik dalam pertimbangan biasanya cukup sufficient118 .

Untuk mengukur sifat elastis dan kental yang merupakan ciri khas bahan yang dipertimbangkan dan independen dari sifat aparat bekerja , stres diterapkan dan dihasilkan deformasi harus seragam di seluruh sampel . konsentris silinder dan kerucut dan plat metode perkiraan persyaratan ini . Untuk bahan yang self- pendukung , pengukuran pada, Misalnya, geser sampel persegi panjang yang ideal , Pengukuran Creep melibatkan penerapan tegangan konstan ( biasanya tegangan geser ) untuk sampel dan pengukuran mengakibatkan deformasi sampel sebagai fungsi waktu .

Gambar 9.6

menunjukkan creep dan pemulihan lekukan khas . Dalam pengukuran stres - relaksasi ,sampel dikenai deformasi yang telah ditentukan sesaatdan pembusukan stres dalam sampel sebagai struktural

segmen mengalir ke posisi yang lebih santai diukur sebagai fungsiwaktu .

(gambar 257)

Respon dari bahan menjadi tekanan diterapkan setelah sangat pendek kali dapat diukur secara dinamis dengan menerapkan sinusoidal bervariasi stres untuk sampel . Perbedaan fase, yang tergantung pada sifat viskoelastik dari bahan , diatur antara stres dan ketegangan . Untuk padatan elastis Hookean stres dan ketegangan berada dalam fase , sedangkan untuk cairan murni kental ketegangan tertinggal 90 ° balik tegangan.

Tergantung waktu deformasi dan karakteristik struktural Deformasi material ketika mengalami stres konstan , seperti yang dibahas , biasanya waktu tergantung . Pada saat c . 10-6 s dan kurang semua bahan , termasuk cairan , memiliki kepatuhan geser ( shear yaitu / geserstress) c . 10-11 dan 10-9 m2 N-1 . Hal ini karena hanya ada cukup waktu untuk sebuah perubahan jarak interatomik dan lentur obligasi sudut berlangsung , dan respon dari semua bahan adalah urutan yang sama besarnya dalam hal ini . waktu diperlukan untuk berbagai unit struktural dari materi untuk pindah ke posisi baru relatif terhadap satu sama lain tergantung pada ukuran dan bentuk unit dan kekuatan ikatan antara mereka . Molekul-molekul dari awal cairan untuk bergerak relatif terhadap satu sama lain dan meningkat kepatuhan geser cepat setelah gaya geser memiliki telah diterapkan hanya c . 10-6 s . Di sisi lain , padatan keras , seperti sebagai berlian , kristal natrium klorida dan bahan pada cukup rendah suhu berada di fase kaca , hanya menampilkan yang cepat atas deformasi elastis , bahkan setelah tegangan geser telah diterapkan untuk waktu yang cukup .

(gambar 258)

Waktu yang dibutuhkan untuk unit struktural dalam bahan viskoelastik , seperti polimer tinggi , mengalir ke posisi baru relatif terhadap satu lain adalah dalam beberapa dekade 1 s . Molekul polimer berada dalam keadaan terus-menerus meregangkan dan memutar , karena energi panas mereka. Konfigurasi dari rantai polimer mengubah lebih cepat pada lokal skala dari pada skala jangka panjang . Di bawah pengaruh eksternal stres , molekul polimer fleksibel dan memutar ke lebih santai posisi , sekali lagi lebih cepat pada skala lokal . Secara

umum, ada kisaran yang kontinyu pada skala waktu yang meliputi respon seperti sistem terhadap tekanan eksternal . Atas dasar ini , informasi mengenai sifat struktural bahan viskoelastik ( sangat tinggi polimer ) dapat diperoleh dengan mengukur kepatuhan lebih lebar range di waktu scale ( dengan metode dinamis untuk kali kurang daric , I s , dan pengukuran rayapan kali lebih besar dari c . 1 s ) .

Elastisitas karet

Seperti karet bahan ( elastomer ) memiliki struktur didasarkan pada polimer rantai ( rantai misalnya poliisoprena , - CH2 - C ( CH3) = CH - CH2 di karet alam ) berlabuh di berbagai titik cross- linkage . itu tingkat cross-linking dapat ditingkatkan dengan vulkanisasi . kapan membentang , rantai polimer diperpanjang memanjang dan dikompresi melintang

( Gambar 9.8 )

dari konfigurasi mereka rata-rata , perubahan dalam total volume yang inappreciable , dan kekuatan pemulihan termal dihasilkan . "Ketika ketegangan dilepaskan , rantai polimer kembali (biasanya cepat ) oleh gerak termal rata-rata asli mereka konfigurasi angkaKarena sifat termal dari gaya pemulih , deformasi karet , untuk beban yang diberikan , menurun karena suhu dinaikkan . Ini berbeda dengan elastisitas pegas logam , yang karena atom individu yang sedikit pengungsi dari keseimbangan lokal mereka posisi , struktur kumparan sangat mengalikan efek ini , dan yang meningkat dengan meningkatnya suhu . Jika derajat cross-linking tidak terlalu besar , seperti dalam karet mentah, aliran viskos dapat terjadi , rantai polimer bergerak secara permanen ke dalam posisi keseimbangan baru Berlebihan cross- linking , di sisi lain tangan , membatasi perubahan dalam konfigurasi rantai dan karet menjadi keras dan sulit untuk merusak . Kristalisasi parsial dapat terjadi dalam bahan polimer , terutama ketika diregangkan dan / atau didinginkan . Dari mekanik sudut pandang , pengenalan daerah kristalin dalam polimer adalah setara dengan meningkatkan derajat cross-linking , dan hilangnya sebagian dari hasil elastisitas . Polimer menunjukkan suhu transisi gelas di bawah ini yang pengaturan rantai dibekukan . Gerak termal tidak lagi mengatasi gaya tarik menarik antara rantai polimer , dan sampel menjadi keras dan rapuh .

Viscoelasticity Non - finearViscoelasticity disebut linear ketika kepatuhan tergantung waktu (strain / stress) dari material adalah independen dari besarnya diterapkan stres . Semua bahan memiliki batas linearitas ( lihat Tabel 9.2 ) .Tabel 9.2 Linear batas viscoelasticity

Material Stres / N MT2 Persentase reganganelastomerPlastiklemakc . 106-107c . 106-107c . 102c . 10-100c . 0,1-1c . 0.01

Batas linearitas elastomer besar , karena deformasi mereka adalah bersifat entropis dan tidak melibatkan pecah obligasi dan reformasi . Bahan viskoelastik memiliki batas linearitas jauh lebih rendah . untuk segmen atau partikel dalam sistem seperti bergerak ( aliran ) relatif terhadap satu lain tanpa melemahnya materi , kekuatan ( spesifik dan nonspesifik ) di antara mereka harus diatasi dan kemudian dipulihkan pada tingkat yang sama dalam posisi baru . Jika stres deformasi adalah sedemikian rupa sehingga ini Pasukan tidak dipekerjakan kembali secepat mereka mengatasi , materi menjadi struktural lemah. Pasukan yang tersisa dalam potongan melintang tertentu antara unit struktural kemudian diatasi bahkan lebih mudah oleh stres diterapkan , dan retak mungkin muncul dalam sampel . Bahan dengan batasan linier viskoelastik rendah , oleh karena itu , mereka yang siap bekerja - melunak .

Efek WeissenbergKarakteristik perilaku viskoelastik adalah kecenderungan untuk mengalir ke terjadi pada sudut kanan gaya yang diterapkan . Contoh ekstrim ini perilaku diilustrasikan pada Gambar

9.9 .

Ketika batang berputar diturunkan menjadi cairan Newtonian , cairan diatur ke rotasi dan cenderung bergerak keluar , meninggalkan depresi sekitar batang . ketika batang berputar diturunkan ke dalam cairan viskoelastik , cairan mungkin benar-benar memanjat batang. Rotasi batang menyebabkan cairan untuk dicukur sirkuler dan , karena sifat elastis , ia bertindak seperti membentang karet gelang , cenderung memeras cairan dalam menuju pusat kapal dan , karena itu , sampai batang .