Համակարգի հավասարակշռության վիճակի համար դիտարկվել են թրջելիության երևույթները։ Ջրամբարի պայմաններում նկատվում են միջերեսում տեղի ունեցող անկայուն գործընթացներ: Նավթի ջրի տեղաշարժի շնորհիվ ձևավորվում է շարժվող եռաֆազ թրջող պարագիծ։ Շփման անկյունը փոխվում է կախված հեղուկի շարժման արագությունից և ուղղությունից (հեղուկ մենիսկ, Նկ. 5.5) ալիքներում և ճեղքերում:

Նկար 5.5 – Մազանոթային ալիքում մենիսկի շարժման ուղղությունը փոխելիս թրջման անկյունների փոփոխությունների սխեման.  – ստատիկ թրջման անկյուն)

Կինետիկ թրջող հիստերեզընդունված է անվանել շփման անկյան փոփոխությունը եռաֆազ թրջող պարագծի ամուր մակերեսով շարժվելիս: Հիստերեզի չափը կախված է.

թրջման պարագծի շարժման ուղղությամբ, այսինքն. այն մասին, թե արդյոք ջուրը պինդ մակերևույթից տեղաշարժվում է յուղով, թե նավթը ջրով.

պինդ մակերեսի վրա եռաֆազ միջերեսի շարժման արագությունը.

ամուր մակերեսի կոշտություն;

կլանումը նյութերի մակերեսին.

Հիստերեզի երևույթները առաջանում են հիմնականում կոպիտ մակերեսների վրա և կրում են մոլեկուլային բնույթ։ Հղկված մակերեսների վրա հիստերեզը թույլ է:

5.6 Ձևավորման հեղուկների մակերեսային շերտերի հատկությունները

Մակերեւութային շերտի կառուցվածքի վերաբերյալ կան տարբեր ենթադրություններ։

Հեղուկի բարակ շերտերի կառուցվածքն ու հաստությունը ուսումնասիրող շատ հետազոտողներ կապում են պատի շերտերի առաջացումը մոլեկուլների բևեռացման և դրանց կողմնորոշման հետ պինդ մարմնի մակերևույթից դեպի հեղուկի ներքին շրջաններ՝ լուծույթ 1 շերտերի ձևավորման հետ:

Ձևավորման ապարների հետ շփվող նավթային շերտերը առանձնապես բարդ կառուցվածք ունեն, քանի որ մակերեսային ակտիվ նյութերի փոխազդեցությունը հանքանյութերի հետ շատ բազմազան է:

Նշվել է, օրինակ, որ ֆլոտացիոն տեխնոլոգիայի մեջ օգտագործվող ռեակտիվները կարող են ամրագրվել հանքանյութի մակերևույթի վրա ինչպես սովորական եռաչափ թաղանթների տեսքով, որոնք անկախ փուլ են կազմում հանքային մասնիկների մակերեսին, այնպես էլ՝ մակերեսային միացություններ, որոնք չունեն հատուկ կազմ և չեն կազմում առանձին անկախ փուլ:

Ի վերջո, ռեակտիվները կարող են կենտրոնանալ էլեկտրական կրկնակի շերտի դիֆուզիոն մասում, այլ ոչ թե բուն փուլային միջերեսի վրա:

Մակերեւութային ակտիվ բաղադրիչները, կարծես, միշտ կենտրոնացած են ոչ միայն մակերեսի վրա, այլև միջերեսի մոտ գտնվող եռաչափ ծավալում:

Շատ հետազոտողներ փորձել են չափել տարբեր հեղուկների թաղանթի հաստությունը պինդ մարմինների վրա: Օրինակ, Բ.Վ.Դերյագինի և Մ.Մ.Կուսակովի չափումների արդյունքների համաձայն, թրջող թաղանթների հաստությունը ջրային լուծույթներաղերը տարբեր կոշտ հարթ մակերեսների վրա կազմում են մոտ 10 -5 սմ (100 մ): Այս շերտերը կառուցվածքով և մեխանիկական հատկություններով տարբերվում են մնացած հեղուկից՝ կտրվածքի առաձգականությամբ և ավելացված մածուցիկությամբ: Հաստատվել է, որ հեղուկի հատկությունները մակերեսային շերտում նույնպես փոխվում են նրա սեղմման պատճառով։ Օրինակ, սիլիկա գելով ներծծվող ջրի խտությունը, ըստ որոշ չափումների, կազմում է 1027-1285 կգ/մ3։

Նավթի ջրամբարի փուլային միջերեսներում ադսորբցիան ​​և դրա հետ կապված լուծողական պատյանները նույնպես ունեն հատուկ հատկություններ: Յուղի որոշ բաղադրիչներ կարող են ձևավորել գելանման կառուցվածքային կլանման շերտեր (անսովոր - անոմալ հատկություններով) բարձր կառուցվածքային մածուցիկությամբ, իսկ կլանման շերտի հագեցվածության բարձր աստիճանի դեպքում՝ առաձգականությամբ և մեխանիկական կտրվածքի ուժով:

Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ նավթ-ջուր միջերեսի մակերեսային շերտերի կազմը ներառում է նաֆթենական թթուներ, ցածր մոլեկուլային խեժեր, բարձր մոլեկուլային քաշի խեժերի կոլոիդային մասնիկներ և ասֆալտեններ, պարաֆինային միկրոբյուրեղներ, ինչպես նաև հանքային և ածխածնային կախույթների մասնիկներ: Ենթադրվում է, որ նավթ-ջուր միջերեսի մակերևութային շերտը ձևավորվում է հանքային և ածխածնի մասնիկների, ինչպես նաև պարաֆինային միկրոբյուրեղների կուտակման արդյունքում՝ դրանց մակերեսի հիդրոֆիլ տարածքների ջրային փուլով ընտրովի թրջման ազդեցության տակ։ Ասֆալտ-խեժային նյութերը ներծծվում են նույն միջերեսային մակերեսի վրա՝ վերածվելով գելանման վիճակի, ցեմենտի պարաֆին և հանքային մասնիկները՝ մեկ մոնոլիտ շերտի։ Մակերեւութային շերտն էլ ավելի է խտանում յուղային փուլից ասֆալտ-խեժային նյութերի գելերի լուծույթացման պատճառով։

Մակերեւութային շերտերի հատուկ կառուցվածքային և մեխանիկական հատկությունները որոշում են տարբեր համակարգերի կայունացումը և, մասնավորապես, որոշ ջրայուղային էմուլսիաների բարձր կայունությունը:

Ջուր-յուղ մնացորդային միջերեսում ադսորբցիոն շերտերի առկայությունը նույնպես, ըստ երևույթին, որոշակի հետաձգող ազդեցություն ունի մնացորդային ջրով ջրամբար ներարկվող ջրի խառնման գործընթացների վրա:

5.7 Հեղուկի բարակ շերտերի սեպային ազդեցություն:

Դերյագինի փորձերը. Rebinder էֆեկտ

Հեղուկը, որը թրջում է պինդ մարմինը, ներթափանցելով բարակ ճաքերի մեջ, կարող է սեպի դեր խաղալ և հեռացնել նրա պատերը, այսինքն. Հեղուկի բարակ շերտերն ունեն սեպային ազդեցություն 2. Բարակ շերտերի այս հատկությունն արտահայտվում է նաև, երբ հեղուկի մեջ ընկղմված պինդ մակերեսները մոտենում են միմյանց։ Բ.Վ.Դերյագինի հետազոտության համաձայն, սեպային էֆեկտը տեղի է ունենում այն ​​պայմանով, որ շերտի հաստությունը հ Ճեղքի մակերեսը անջատող հեղուկը որոշակի արժեքից փոքր է հ քր. ժամը հ > հ քրսեպային էֆեկտը զրոյական է և ժամը հ < հ քրայն մեծանում է հեղուկ շերտի հաստության նվազմամբ, այսինքն՝ պահից սկսած հ ≤ հ քրՄասնիկների մակերեսները միմյանց մոտեցնելու համար անհրաժեշտ է դրանց վրա արտաքին բեռ կիրառել։

Սեպային էֆեկտը ստեղծող գործոններն են իոն-էլեկտրոստատիկ ծագման ուժերը և սահմանային մակերևույթների մոտ բևեռային հեղուկների ագրեգացման հատուկ վիճակը:

Նախկինում նշվել էր, որ պինդ նյութի մակերեսի վրա լուծողական շերտի հատկությունները կտրուկ տարբերվում են մնացած հեղուկի հատկություններից։ Այս (solvate) շերտը կարելի է համարել որպես հատուկ սահմանային փուլ։ Հետևաբար, երբ մասնիկները մոտենում են լուծույթի շերտերի հաստությունից երկու անգամից պակաս հեռավորություններին, մասնիկների վրա պետք է կիրառվի արտաքին բեռ:

Իոն-էլեկտրոստատիկ ծագման տարանջատող ճնշումն առաջանում է մասնիկները բաժանող շերտում և դրանք շրջապատող լուծույթում իոնների կոնցենտրացիայի փոփոխության պատճառով։

Ըստ փորձի արդյունքների, որքան ուժեղ է կապը հեղուկի և պինդ մարմնի մակերեսների միջև, այնքան մեծ է սեպման ազդեցությունը։ Այն կարող է ուժեղացվել՝ հեղուկի մեջ մակերևութաակտիվ նյութեր ներմուծելով, որոնք լավ կլանված են պինդ նյութի մակերեսով: Rebinder էֆեկտը հիմնված է այս երեւույթի վրա։ Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ մակերեսային ակտիվ նյութերի փոքր քանակությունը հանգեցնում է պինդ նյութի մեխանիկական հատկությունների կտրուկ վատթարացման: Պինդ մարմինների ուժի կլանման նվազումը կախված է բազմաթիվ գործոններից: Այն ուժեղանում է, եթե մարմինը ենթարկվում է առաձգական ուժերի, և եթե հեղուկը լավ թրջում է մակերեսը։

Հորատանցքերի հորատման ժամանակ օգտագործվում է կլանման ուժի նվազեցման ազդեցությունը: Հատուկ ընտրված մակերևութաակտիվ նյութեր պարունակող լուծույթները որպես լվացող հեղուկ օգտագործելիս կոշտ ապարների մեջ հորատումը նկատելիորեն ավելի հեշտ է:

եւ Կ «ն

D K n

Դիսպերսիայի պրոցեսն ուսումնասիրելիս պարզվել է, որ բյուրեղային ցանցի թերությունների հիման վրա դեֆորմացիայի ժամանակ մասնիկի մեջ առաջանում են միկրոճաքեր։ Այս միկրոճաքերի մեջ կան նաև այնպիսիք, որոնց լայն մասերը ձգվում են մինչև մարմնի մակերեսը, իսկ մեռյալ ծայրերը մնում են մարմնի ներսում։ Մակերեւութային միկրոճեղքերը իրական պինդ մարմինների մեխանիկական ամրության նվազման հիմնական պատճառն են՝ համեմատած նրանց տեսական ուժի հետ։

8.4.2. Rehbinder էֆեկտը և դրա դերը ցրման մեջ.

IN 1928 P. A. Rebinder-ն առաջարկեց, որինչ կա

Մակերեւութային ակտիվ նյութերի ազդեցության տակ պինդ մարմինների մեխանիկական հատկությունների նվազման հիմքը ազատ մակերևույթի էներգիայի նվազումն է և, որպես հետևանք, նոր մակերեսներ ձևավորելու համար պահանջվող աշխատանքի նվազումը։

Ոչնչացումը կարող է դիտվել որպես նոր մակերեսների ձևավորման գործընթաց, հետևաբար, մակերեսային ակտիվ նյութերի կլանումը հեշտացնում է ոչնչացումը: Որքան ցածր է մակերեսային էներգիան, այնքան ցածր է պինդ մարմնի ուժը: Մակերեւութային էներգիան կարող է կրճատվել՝ օգտագործելով մակերեսային ակտիվ նյութեր: Կա արտահայտություն, որը հաստատում է կապը ուժի և մակերեսային էներգիայի միջև միկրոճեղքի տեսքով արատ ունեցող մարմնի համար:

Դիտարկենք պինդ մարմին՝ միավոր հաստությամբ թիթեղ (նկ. 8.3), որի վրա կիրառվում է առաձգական լարում P։ Հուկի օրենքի համաձայն՝ մարմնի առաձգական դեֆորմացիան հանգեցնում է նրանում առաձգական էներգիայի կուտակմանը, որի խտությունը հավասար է.

	W վերահսկում

որտեղ E-ն Յանգի մոդուլն է: Թող մարմնում առաջանա L երկարությամբ շարունակական ճեղք։ Այս դեպքում ծավալի մի մասում նկատվում է առաձգականության նվազում

log D-ի (կամ լոգարի) կախվածությունը լոգից՝ համաձայն հավասարման

D K n և K "n-ը ուղիղ գիծ է, որի թեքության անկյան շոշափողը հավասար է n ցուցիչին մինուս: n աստիճանի արժեքը այս հավասարումների մեջ կախված է մասնիկի չափի և ալիքի երկարության հարաբերությունից: պատահական լույս, որը բնութագրվում է z պարամետրով.

n աստիճանը հավասարումների մեջ

հայտնաբերվել է պղտորման տվյալների հիման վրա։ Դա անելու համար փորձնականորեն չափեք համակարգի օպտիկական խտությունը տարբեր ալիքների երկարություններում և գծեք կախվածությունը կոորդինատներով

	lg D lg . Ցուցանիշ		որոշել		շոշափող	թեքության անկյուն
	ստացված ուղիղ գիծը. Ըստ արժեքի n			գտնել համապատասխանը
	պարամետրի արժեքը

հաշվարկել ուսումնասիրվող ցրված համակարգի մասնիկների միջին շառավիղը:

Հարկ է նշել, որ այս մեթոդը, ինչպես Ռեյլի հավասարումը, կիրառելի է միայն «սպիտակ» սալիկների համար, այսինքն. ցրված համակարգեր, որոնք լույս չեն կլանում (մեթոդը հիմնված է միայն լույսի ցրման վրա)։

10.8. Լույսի մանրադիտակ.

10.8.1. Լույսի մանրադիտակ.

Լույսի ցրումը և նեֆելոմետրիան անուղղակի մեթոդներ են

մասնիկների չափերի չափումներ՝ հիմնված դիսպերս համակարգերի օպտիկական հատկությունների վրա: Հարց է առաջանում՝ կա՞ն արդյոք ուղիղ մեթոդներ, այսինքն՝ հնարավո՞ր է տեսնել կոլոիդային մասնիկը։ Հաղորդվող լույսի ներքո սովորական մանրադիտակով համակարգը դիտարկելիս

www.mitht.ru/e-library

Այս հավասարման մեջ n ցուցիչի արժեքը իր հերթին կախված է z-ից; Z-ի մեծացման հետ n-ի արժեքը նվազում է, այն մասնիկների համար, որոնց շառավիղը սահմանում է 2-ի

ավելի երկար, քան ալիքի երկարությունը: z-ի փոքր արժեքների համար Ռեյլի հավասարումը դիտվում է նաև n 4-ի համար:

Շիֆրինի տեսության հիման վրա մասնիկների չափը կարող է որոշվել բնորոշ պղտորությամբ։ Դա անելու համար չափեք մի շարք նոսրացված լուծույթների D օպտիկական խտությունը և հաշվարկեք

	պղտորությունն ըստ հավասարման.

Օգտագործելով գրաֆիկական էքստրապոլյացիա, հայտնաբերվում է բնորոշ պղտորության արժեքը: Գտնված արժեքը նույնպես փոխարինելով (10.26) բանաձևով, որոշվում է (z) արժեքը

իսկ ըստ աղյուսակի արժեքը z. Օգտագործելով (10.24) հավասարումը, հաշվարկվում է մասնիկի շառավիղը։

Երբ մասնիկների չափը մեծանում է, Ռեյլի օրենքը դադարում է դիտարկվել, և ցրված լույսի ինտենսիվությունը հակադարձ համեմատական ​​է դառնում ալիքի երկարությանը մեկ չորրորդից պակաս հզորության նկատմամբ: Եթե ​​մասնիկների չափը (տրամագիծը) լույսի ալիքի երկարության 1/10-ից 1/3-ի միջև է, և մասնիկների և միջավայրի բեկման ինդեքսները շատ տարբեր չեն, Հելլերի առաջարկած էմպիրիկ հավասարումը կարող է օգտագործվել լույսը նկարագրելու համար։ ցրումը համակարգում.

D K n և K "n (10.29)

որտեղ K-ն և K»-ն ալիքի երկարությունից անկախ հաստատուններ են:

դեֆորմացիա և, համապատասխանաբար, առաձգական էներգիայի խտության նվազում: Մոտավորապես կարելի է ենթադրել, որ նման սթրեսի թուլացում տեղի է ունենում մոտավորապես l չափի տարածաշրջանում (Նկար 8.3), այսինքն՝ մարմնում պահվող առաձգական էներգիայի նվազումը համաչափ է ճաքի չափի քառակուսիին.

	E հսկողություն

Բրինձ. 8.3. Միավոր հաստության ափսե՝ առաձգականության ազդեցության տակ

լարման Պ.

Մեխանիկական ցրման ժամանակ տեղի է ունենում հակադարձ պրոցեսը` մասնիկների ռեկոմբինացիա, որի ինտենսիվությունը մեծանում է դիսպերսիայի աստիճանի աճով։ Մասնիկների առավելագույն չափը,

որը կարելի է ձեռք բերել մեխանիկական հղկմամբ՝ 1 10 6 մ. Մասնիկների վերահամակցումը կարող է ճնշվել՝ օգտագործելով իներտ լուծիչ: Այսպես է ստացվում կոլոիդային ծծումբը՝ ռոմբաձև ծծումբը մանրացնելով շաքարավազի ավելացմամբ՝ որպես իներտ լուծիչ։ Ստացված կոլոիդ ծծմբի և շաքարավազի խառնուրդին ջուր են ավելացնում, և խառնուրդն առանձնացնում են դիալիզի միջոցով:

www.mitht.ru/e-library

Մակերեւութային էներգիայի Fsur-ի աճը համաչափ է մակերևութային լարվածությանը և երկու անգամ մեծ ճեղքերի երկարությունից, քանի որ ճեղքն ունի երկու կողմ։

F մակերես ~ 2 լ (8.8))

Միևնույն ժամանակ, ճաքերի աճը ուղեկցվում է մակերևութային էներգիայի ավելացմամբ՝ նոր փուլային միջերեսի ձևավորման պատճառով, որի տարածքը համաչափ է ճեղքի երկարությանը կրկնակի չափով: Ճեղքի առաջացման ընթացքում էներգիայի ընդհանուր փոփոխությունը հավասար է առաձգական և մակերեսային էներգիաների փոփոխությունների գումարին.

			P2 լ 2

Գրաֆիկորեն էներգիայի փոփոխության կախվածությունը ճեղքի երկարությունից պատկերված է առավելագույնով կորով (նկ. 8.5):

Բրինձ. 8.5. Մակերեւութային էներգիայի փոփոխությունների կախվածությունը ճաքի երկարությունից:

Մասնիկների համար, որոնց չափը չի գերազանցում 20 1 ալիքի երկարությունը

ընկնող լույս, լույսի կլանման և լույսի երկրորդային ցրման բացակայության դեպքում Ռեյլի հավասարումը վավեր է:

Այն մասնիկների համար, որոնց չափը հավասար է կամ մեծ է լույսի ալիքի երկարությունից, մասնիկների չափի որոշումը լույսի ցրմամբ կարող է իրականացվել՝ հիմնվելով. ընդհանուր տեսությունլույսի ցրում

Այն դեպքում, երբ շառավիղը լույսի ալիքի երկարության տասներորդից մինչև մեկ երրորդն է, իսկ մասնիկների և միջավայրի բեկման ինդեքսները շատ չեն տարբերվում (մ 1,5), կատարվում է ցրված համակարգերի մասնիկների չափերի որոշումը։ օգտագործելով K. S. Shifrin և I. Ya Slonim մեթոդը: Այս մեթոդի համաձայն, պղտորությունը կախված է պարամետրերից և z-ից հետևյալ կերպ.

իսկ C-ում մոտ 0
[τ ]

որտեղ է համակարգի պղտորությունը, սմ-1; Cvol - ցրված փուլի ծավալային բաժին; - բնորոշ պղտորություն.

z 2-ում (այսինքն r 0,080) կարելի է օգտագործել Ռեյլի հավասարումը

(մասնիկները տեսանելի են մանրադիտակի միջոցով):

Պղտորության կախվածությունը z պարամետրից նկարագրվում է հավասարմամբ

	τ const	Գ մոտ

www.mitht.ru/e-library

	[τ]լիմ
	Գ մոտ		C շրջադարձ 0

Կոլոիդ համակարգերի օպտիկական հատկություններն ուսումնասիրելու համար շատ հարմար օբյեկտ են լատեքսները, որոնք ներկայացնում են հիդրոֆոբ լուծույթների մոդել։ Դրանք երկֆազ և երեք բաղադրիչ համակարգեր են, որոնք կազմված են շիճուկում կախված ուլտրամիկրոսկոպիկ չափերի պոլիմերային մասնիկներից՝ կայունացուցիչի ջրային լուծույթից։ Որպես կայունացուցիչ օգտագործվում են տարբեր մակերեսային ակտիվ նյութեր (ճարպային և սուլֆոնաթթուների աղեր)։

10.7.2. Սփռել համակարգեր, որոնք չեն ենթարկվում Ռեյլի հավասարմանը:

Նոսրացված ցրված համակարգով ցրված լույսի ինտենսիվությունը, ինչպես նաև ցրված լույսի անկյունային բաշխումը (ցրման ցուցիչ) կախված են երկու անչափ պարամետրերի և z-ի արժեքներից: Պարամետրը բնութագրում է մասնիկի հատկությունների շեղումը միջավայրի հատկություններից և որոշվում է հավասարմամբ.

որտեղ մ

Վերաբերմունք

ցուցիչ

ցրվածի բեկում

փուլ դեպի դիսպերսիոն միջավայրի բեկման ինդեքս:

Պարամետր z

բնութագրում է մասնիկի r շառավիղի հարաբերակցությունը երկարությանը

Առավելագույն կետում ֆունկցիայի առաջին ածանցյալի արժեքը հավասար է

0, այսինքն.

2 դլ	2P 2

Այս առավելագույն ազատ էներգիան համապատասխանում է կրիտիկական ճեղքի չափին, որը հավասար է.

l cr ~

Կրիտիկականից մեծ չափսերով ճաքերն անկայուն են և ինքնաբերաբար մեծացնում են դրանց չափերը, ինչը հանգեցնում է մակրոսկոպիկ ճաքի առաջացման և մարմնի քայքայման։ Կրիտիկականից փոքր չափերով ճաքերը պետք է հակված լինեն նվազեցնելու իրենց չափերը (բուժելու):

Արտահայտությունը (8.11) կարող է ներկայացվել նաև հետևյալ կերպ.

		E 1/2

Այս հարաբերությունների համաձայն, առաջինը ձեռք է բերել Գրիֆիթսը և անվանվել նրա անունով։ Պինդ մարմնի իրական ուժը P 0,

ունենալով l չափի ճեղք, համաչափ է մակերեսի էներգիայի քառակուսի արմատին և հակադարձ համեմատական՝ ճեղքի երկարության քառակուսի արմատին: Իդեալական մարմնի «տեսական» ուժն է

որտեղ b-ը մոլեկուլների չափն է: Գրիֆիթսի հավասարումը կարող է ներկայացվել նաև որպես

www.mitht.ru/e-library

Այսպիսով, պինդ մարմնի իրական և իդեալական ուժի հարաբերակցությունը որոշվում է b մոլեկուլային չափի և թերության չափի փոխհարաբերությամբ:

Այսպիսով, մեխանիկական հատկությունների և մակերեսային էներգիայի փոխհարաբերությունների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ փոխելով մակերևութային էներգիայի արժեքը՝ հնարավոր է ազդել նյութերի ամրության վրա։ Արտաքին ուժերի ազդեցության տակ միկրոճաքերի առաջացումը կարող է նպաստել մարմնի մակերեսին տարբեր նյութերի կլանմամբ այն միջավայրից, որում իրականացվում է ցրումը:

Էլեկտրոլիտի իոնները, մակերեսային ակտիվ նյութերի մոլեկուլները և հեղուկ մետաղները (օրինակ՝ սնդիկը) կարող են կլանվել։ Մակերեւույթի վրա առաջանում է երկչափ գազ։ Adsorbed իոնները կամ մոլեկուլները ներթափանցում են ճաքերի մեջ և հակված են իրարից հեռացնել միկրոճաքերը: Միկրոճաքերի մակերևույթների միջև գործող սոսնձման ուժերը նույնպես պաշտպանված են: Կլանված ուժի նվազումը կոչվում է Rehbinder էֆեկտ. Այն նյութերը, որոնք բարձրացնում են ցրման արդյունավետությունը, կոչվում են կարծրության կրճատիչներ: Այս ազդեցությունը մեծ է գործնական նշանակությունոչ միայն բուն ցրման, այլ նաև կոշտ ապարների հորատման և մետաղների նուրբ մշակման գործընթացներում։

Կոշտության նվազեցնող սարքերը կարող են ներմուծվել ցրող սարքի մեջ գոլորշիների կամ հեղուկների տեսքով: Այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է բարձր ցրված ցեմենտի արտադրության մեջ:

TO արդյունավետ մեթոդներներառում է մեխանիկական ցրում, որը հիմնված է թրթռման մեթոդների կիրառման վրա (բավականին բարձր հաճախականության և ցածր թրթռումների ազդեցությունը)

Գրենք հավասարումը ընդհանուր ձևով.

I pr I 0 e k c լ

	Ես պր	e k c l	e τ լ
Արտահայտենք			օպտիկական խտության միջոցով.
				Ես պր

Գնդաձև մասնիկներով ցրված համակարգերի համար Ռեյլի հավասարումը կարող է գրվել հետևյալ կերպ.

	Ես դիսս.		24 պ3
			τ λ 4					Գ-ի մասին Վ
				n2 2 n2
որտեղ ես քննարկում եմ -			ամբողջական ինտենսիվություն				լույսը ցրված 1 սմ3

համակարգեր; Cvol - ցրված փուլի ծավալային բաժին; V – մասնիկի ծավալը, սմ3:

Այստեղից կարող եք հաշվարկել մասնիկների ծավալը.

որտեղ Կ
								2 n2

Ռեյլի հավասարումը վավեր է միայն նոսր լուծույթների համար, քանի որ այն հաշվի չի առնում լույսի երկրորդային ցրումը և մասնիկների միջև փոխազդեցությունը։ Հետևաբար, մասնիկների չափը որոշելու համար անհրաժեշտ է գտնել տարբեր նոսրացման գործակիցներով մի շարք լուծույթներ և /C vol արժեքը հասցնել C 0-ի:

Գործողությունից այն կողմ քիմիական գործընթացներ, ազդելով պինդ մարմինների մակերևութային հատկությունների և շփման փոխազդեցության վրա, կա բաց և ուսումնասիրված Պ.Ա. Rebinder-ը նմանատիպ քսանյութ է, որը պայմանավորված է յուղի զուտ մոլեկուլային փոխազդեցությամբ պինդ մակերեսների հետ, որը կոչվում է «Rebinder effect»:

Իրական պինդ մարմիններն ունեն ինչպես մակերեսային, այնպես էլ ներքին կառուցվածքային թերություններ։ Որպես կանոն, նման թերությունները ունեն ավելորդ ազատ էներգիա: Մակերեւութային ակտիվ նյութերի մոլեկուլների (մակերեսային ակտիվ նյութերի) ֆիզիկական կլանման շնորհիվ առաջանում է պինդ մարմնի ազատ մակերեսային էներգիայի մակարդակը դրանց վայրէջքի վայրերում: Սա նվազեցնում է մակերեսին հասնող տեղահանումների աշխատանքային ֆունկցիան: Մակերեւութային ակտիվ նյութերը ներթափանցում են ճաքերի մեջ և միջբյուրեղային տարածություն՝ մեխանիկական ազդեցություն գործադրելով դրանց պատերի վրա և, հրելով դրանք իրարից, հանգեցնում են նյութի փխրուն ճաքերի և շփվող մարմինների ամրության նվազմանը։ Եվ եթե նման պրոցեսները զարգանում են միայն շփվող մարմինների ելուստների վրա՝ նվազեցնելով այս նյութի անկանոնությունների կտրվածքային դիմադրությունը, ապա ընդհանուր առմամբ այդ գործընթացը հանգեցնում է մակերեսի հարթեցման, շփման գոտում հատուկ ճնշման նվազմանը և ընդհանրապես։

նվազեցնելով շփումը և քսող մարմինների մաշվածությունը: Բայց եթե նորմալ շփման բեռները զգալիորեն մեծանում են, բարձր հատուկ ճնշումները տարածվում են ամբողջ ուրվագծային տարածքում, նյութի փափկացումը տեղի է ունենում մակերեսի մեծ տարածքում և հանգեցնում է դրա շատ արագ ոչնչացմանը:

Rehbinder էֆեկտը լայնորեն օգտագործվում է ինչպես քսանյութերի մշակման մեջ (դրա համար հատուկ մակերևութային ակտիվ նյութեր են ներմուծվում քսանյութի մեջ), այնպես էլ հեշտացնելու նյութի դեֆորմացիան և մշակումը մեքենայի մասերի արտադրության մեջ (դրա համար հատուկ քսանյութեր և էմուլսիաներ են. օգտագործվում են կտրող հեղուկների ձևը):

Rebinder էֆեկտը տեղի է ունենում տարբեր նյութերի վրա: Դրանք ներառում են մետաղներ, ապարներ, ապակիներ, մեքենաների և սարքավորումների տարրեր: Հզորության նվազման պատճառ հանդիսացող միջավայրը կարող է լինել գազային կամ հեղուկ: Հաճախ հալած մետաղները կարող են հանդես գալ որպես մակերեսային ակտիվ նյութեր: Օրինակ, պղինձը, որը թողարկվում է, երբ լոգարիթմական առանցքակալը հալվում է, դառնում է պողպատի մակերեսային ակտիվ նյութ: Այս գործընթացը, ներթափանցելով ճեղքերի և փոխադրման առանցքների միջբյուրեղային տարածության մեջ, առաջացնում է առանցքների փխրուն ոչնչացում և տրանսպորտում վթարների պատճառ:

Առանց գործընթացի բնույթին պատշաճ ուշադրություն դարձնելու՝ մենք հաճախ սկսում ենք հանդիպել օրինակների, որտեղ ամոնիակն առաջացնում է փողային մասերի ճեղքվածք, գազային այրման արտադրանքը կտրուկ արագացնում է տուրբինի շեղբերների ոչնչացման գործընթացը, հալված մագնեզիումի քլորիդը կործանարար է գործում բարձր ամրության չժանգոտվող պողպատների վրա և մի շարք ուրիշներ։ Այս երևույթների բնույթի իմացությունը հնարավորություններ է բացում հատուկ լուծելու մաշվածության դիմադրության բարձրացման և մեքենաների և սարքավորումների կարևոր մասերի ու հավաքների ոչնչացման խնդիրները, ինչպես նաև Rehbinder էֆեկտի պատշաճ կիրառմամբ՝ բարձրացնելու վերամշակող սարքավորումների արտադրողականությունը և արդյունավետությունը։ օգտագործելով շփման զույգեր, այսինքն. խնայել էներգիա.

Ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազա ներկայացնելը հեշտ է: Օգտագործեք ստորև բերված ձևը

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Տեղադրված է http://www.allbest.ru/ կայքում

«Կազանի պետական ​​տեխնոլոգիական համալսարան» բարձրագույն մասնագիտական ​​ուսումնական հաստատություն

Ֆիզիկական և կոլոիդների քիմիայի ամբիոն

REBINDER ԷՖԵԿՏ

Ավարտեց՝ ուսանող գր. 5271-1 թթ

Բոբրովնիկ Ս.Ա.

Ստուգված է.

Տրետյակովա Ա.Յա.

Կազան 2010 թ

REBINDER Պետր Ալեքսանդրովիչ (03.X.1898-12.VII.1972), սովետական ​​ֆիզիկաքիմիկոս, ԽՍՀՄ ԳԱ ակադեմիկոս 1946-ից (թղթակից անդամ 1933-ից), ծնվել է Սանկտ Պետերբուրգում։ Ավարտել է Մոսկվայի համալսարանի ֆիզիկամաթեմատիկական ֆակուլտետը (1924)։ 1922-1932 թթ աշխատել է ԽՍՀՄ ԳԱ ֆիզիկայի և կենսաֆիզիկայի ինստիտուտում և միաժամանակ (1923-1941 թթ.) Մոսկվայի անվան պետական ​​մանկավարժական ինստիտուտում։ Կ.Լիբկնեխտը (1923-ից՝ պրոֆեսոր), 1935-ից՝ ԽՍՀՄ ԳԱ կոլոիդ-էլեկտրաքիմիական ինստիտուտի (1945-ից՝ Ֆիզիկական քիմիայի ինստիտուտ) դիսպերս համակարգերի ամբիոնի վարիչ, 1942-ից՝ ամբիոնի վարիչ։ կոլոիդ քիմիա Մոսկվայի համալսարանում:

Ռեհբինդերի աշխատությունները նվիրված են դիսպերս համակարգերի և մակերեսային երևույթների ֆիզիկաքիմիային։ 1928 թվականին գիտնականը հայտնաբերել է պինդ մարմինների ուժգնության նվազման ֆենոմենը՝ պայմանավորված նրանց վրա շրջակա միջավայրի հետադարձելի ֆիզիկաքիմիական ազդեցության (Ռեհբինդերի էֆեկտ) եւ 1930-1940-ական թթ. մշակել են շատ կոշտ և դժվար կտրվող նյութերի մշակումը հեշտացնելու ուղիներ:

Նա հայտնաբերեց մետաղի միաբյուրեղների պլաստիկացման էլեկտրամազանոթային ազդեցությունը սողման գործընթացում էլեկտրոլիտային լուծույթներում դրանց մակերեսի բևեռացման ժամանակ, ուսումնասիրեց մակերեսային ակտիվ նյութերի ջրային լուծույթների առանձնահատկությունները, ադսորբցիոն շերտերի ազդեցությունը ցրված համակարգերի հատկությունների վրա (1935 թ. -1940) փրփուրների և էմուլսիաների ձևավորման և կայունացման հիմնական սկզբունքները, ինչպես նաև էմուլսիաներում փուլային հակադարձման գործընթացը.

Գիտնականը պարզել է, որ մաքրման գործողությունը ներառում է կոլոիդ-քիմիական պրոցեսների բարդ համալիր։ Ռեբինդերն ուսումնասիրել է մակերեւութային ակտիվ նյութերի միցելների ձևավորման և կառուցվածքի գործընթացները, գաղափարներ մշակել լիոֆոբ օճառների թերմոդինամիկ կայուն միցելի մասին։ ներքին միջուկըլիոֆիլ միջավայրում: Գիտնականն ընտրել և հիմնավորել է բնութագրման օպտիմալ պարամետրերը ռեոլոգիական հատկություններցրված համակարգեր և դրանց որոշման առաջարկվող մեթոդներ:

1956 թվականին գիտնականը հայտնաբերել է մետաղների հալոցքների ազդեցության տակ ադսորբցիոն նվազման երևույթը։ 1950-ական թթ Գիտնականները ստեղծել են գիտության նոր ոլորտ՝ ֆիզիկական և քիմիական մեխանիկա։ Ինչպես ինքն է Ռեհբինդերը գրել. «Ֆիզիկական-քիմիական մեխանիկայի վերջնական խնդիրը զարգացնելն է գիտական ​​հիմքըհստակ կառուցվածքով և մեխանիկական հատկություններով պինդ մարմիններ և համակարգեր ստանալու համար: Հետևաբար, այս տարածքի խնդիրը ներառում է հիմնականում բոլոր շինարարական և կառուցվածքային նյութերի արտադրության և վերամշակման օպտիմալ նպատակային տեխնոլոգիայի ստեղծումը: ժամանակակից տեխնոլոգիա- բետոններ, մետաղներ և համաձուլվածքներ, հատկապես ջերմակայուն, կերամիկա և կերամիկա, ռետիններ, պլաստմասսա, քսանյութեր»:

1958 թվականից Ռեբինդերը ԽՍՀՄ ԳԱ գիտական ​​խորհրդի նախագահն է ֆիզիկական և քիմիական մեխանիկայի և կոլոիդների քիմիայի խնդիրներով, այնուհետև (1967 թվականից)՝ Մակերեւութային ակտիվ նյութերի միջազգային կոմիտեին կից ԽՍՀՄ ազգային կոմիտեի նախագահ։ 1968-1972 թվականներին եղել է «Colloid Journal»-ի գլխավոր խմբագիր։ Գիտնականը պարգևատրվել է Լենինի երկու շքանշանով, ունեցել է Սոցիալիստական ​​աշխատանքի հերոսի կոչում (1968), ԽՍՀՄ պետական ​​մրցանակի դափնեկիր (1942)։

Rehbinder էֆեկտը, կլանման ազդեցությունը, որը նվազեցնում է պինդ մարմինների ուժը, հեշտացնում է պինդ մարմինների դեֆորմացիան և ոչնչացումը շրջակա միջավայրի շրջելի ֆիզիկաքիմիական ազդեցության պատճառով: Հայտնաբերվել է Պ. Հնարավոր է, երբ լարված վիճակում գտնվող պինդ մարմինը շփվում է հեղուկ (կամ գազային) կլանման ակտիվ միջավայրի հետ: Rebinder-ի էֆեկտը շատ ունիվերսալ է. այն նկատվում է պինդ մետաղների, իոնային, կովալենտային և մոլեկուլային մոնո- և բազմաբյուրեղ պինդ նյութերի, ապակիների և պոլիմերների մեջ, մասամբ բյուրեղացված և ամորֆ, ծակոտկեն և պինդ: Rehbinder էֆեկտի դրսևորման հիմնական պայմանը շփման փուլերի (պինդ մարմին և միջավայր) հարակից բնույթն է՝ քիմիական կազմըև կառուցվածքը։ Ազդեցության ձևը և դրսևորման աստիճանը կախված են շփման փուլերի միջատոմային (միջմոլեկուլային) փոխազդեցությունների ինտենսիվությունից, սթրեսի մեծությունից և տեսակից (պահանջվում է առաձգական սթրես), լարվածության արագությունից և ջերմաստիճանից։ Զգալի դեր է խաղում մարմնի իրական կառուցվածքը` տեղահանումների, ճաքերի, օտար ներդիրների առկայություն և այլն: Rehbinder էֆեկտի դրսևորման բնորոշ ձևը ուժի կրկնվող անկումն է, պինդ մարմնի փխրունության բարձրացումը: , և դրա դիմացկունության նվազում։ Այսպիսով, սնդիկի մեջ ներծծված ցինկի թիթեղը ծանրաբեռնվածության տակ չի թեքվում, այլ փխրուն կոտրվում է: Դրսևորման մեկ այլ ձև է շրջակա միջավայրի պլաստիկացնող ազդեցությունը պինդ նյութերի վրա, օրինակ՝ ջուրը գիպսի վրա, օրգանական մակերևութաակտիվ նյութերը մետաղների վրա և այլն։ Թերմոդինամիկ Ռեբինդերի էֆեկտը պայմանավորված է դեֆորմացիայի ժամանակ նոր մակերեսի ձևավորման աշխատանքի նվազմամբ։ շրջակա միջավայրի ազդեցության տակ պինդ մարմնի ազատ մակերևութային էներգիայի նվազման արդյունք։ Ազդեցության մոլեկուլային բնույթն է հեշտացնել միջմոլեկուլային (միջատոմային, իոնային) կապերի խզումը և վերադասավորումը ամուր մարմինադսորբցիոն ակտիվ և միևնույն ժամանակ բավականին շարժուն օտար մոլեկուլների (ատոմներ, իոններ) առկայության դեպքում։

Տեխնիկական կիրառման ամենակարևոր ոլորտներն են տարբեր (հատկապես խիստ կոշտ և դժվար մշակվող) նյութերի մշակման դյուրացումը և կատարելագործումը, շփումը և մաշվածությունը կարգավորելը քսանյութերի միջոցով, արդյունավետ անդորրագիրմանրացված (փոշիացված) նյութեր, ստանալով պինդ մարմիններ և նյութեր տվյալ ցրված կառուցվածքով և մեխանիկական և այլ հատկությունների պահանջվող համակցությամբ՝ տարանջատման և հետագա խտացման միջոցով՝ առանց ներքին լարումների։ Ադսորբցիոն ակտիվ միջավայրը կարող է նաև զգալի վնաս պատճառել, օրինակ՝ նվազեցնել մեքենայի մասերի և նյութերի ամրությունն ու ամրությունը շահագործման պայմաններում: Այս դեպքերում Rebinder էֆեկտի դրսևորմանը նպաստող գործոնների վերացումը հնարավորություն է տալիս նյութերը պաշտպանել շրջակա միջավայրի անցանկալի ազդեցություններից:

Նույնիսկ ամենաուժեղ մարմիններն ունեն հսկայական թվով արատներ, որոնք թուլացնում են նրանց դիմադրությունը ծանրաբեռնվածության նկատմամբ և դարձնում դրանք ավելի քիչ ուժեղ՝ համեմատած տեսության կանխատեսումների հետ։ Պինդ մարմնի մեխանիկական ոչնչացման ժամանակ գործընթացը սկսվում է այն վայրից, որտեղ գտնվում են միկրոդեֆեկտները։ Բեռի ավելացումը հանգեցնում է թերության վայրում միկրոճաքերի առաջացմանը: Այնուամենայնիվ, բեռը հեռացնելը հանգեցնում է սկզբնական կառուցվածքի վերականգնմանը. միկրոճեղքի լայնությունը հաճախ անբավարար է միջմոլեկուլային (միջատոմային) փոխազդեցության ուժերը լիովին հաղթահարելու համար: Բեռի նվազեցումը հանգեցնում է միկրոճեղքի «նվազմանը», միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերը գրեթե ամբողջությամբ վերականգնվում են, և ճեղքը անհետանում է: Բանն այն է նաև, որ ճեղքի առաջացումը պինդ մարմնի նոր մակերեսի ձևավորումն է, և նման գործընթացի համար պահանջվում է էներգիայի ծախս, որը հավասար է մակերևութային լարվածության էներգիային, որը բազմապատկվում է այս մակերեսի մակերեսով: Բեռի կրճատումը հանգեցնում է ճաքերի «նվազմանը», քանի որ համակարգը հակված է նվազեցնելու դրանում կուտակված էներգիան: Հետևաբար, պինդ նյութը հաջողությամբ ոչնչացնելու համար անհրաժեշտ է ստացված մակերեսը պատել հատուկ նյութով, որը կոչվում է մակերեսային ակտիվ նյութ, որը կնվազեցնի մոլեկուլային ուժերի հաղթահարման աշխատանքը նոր մակերես ձևավորելիս: Մակերեւութային ակտիվ նյութերը ներթափանցում են միկրոճաքերի մեջ, ծածկում դրանց մակերեսը ընդամենը մեկ մոլեկուլ հաստությամբ շերտով (որը հնարավորություն է տալիս օգտագործել այդ նյութերի շատ փոքր քանակությամբ հավելումներ)՝ կանխելով «փլուզման» գործընթացը, կանխելով մոլեկուլային փոխազդեցության վերսկսումը:

Մակերեւութային ակտիվ նյութերը, որոշակի պայմաններում, հեշտացնում են պինդ նյութերի մանրացումը: Պինդ մարմինների շատ նուրբ (մինչև կոլոիդային մասնիկների չափսերի) մանրացման հնարավոր չէ հասնել առանց մակերեսային ակտիվ նյութերի ավելացման:

Այժմ մնում է հիշել, որ պինդ մարմնի ոչնչացումը (այսինքն, նոր միկրոճեղքերի ձևավորումը) սկսվում է հենց այն վայրից, որտեղ գտնվում է այս մարմնի կառուցվածքի թերությունը: Բացի այդ, ավելացված մակերևութային ակտիվ նյութը նաև նախընտրելիորեն ներծծվում է արատների վայրերում՝ դրանով իսկ հեշտացնելով դրա կլանումը ապագա միկրոճաքերի պատերին: Մեջբերենք ակադեմիկոս Ռեբինդերի խոսքերը. «Մի մասի բաժանումը տեղի է ունենում հենց այս թույլ կետերում [թերությունների տեղակայումը], և, հետևաբար, մարմնի մանր մասնիկները, որոնք առաջացել են մանրացման ժամանակ, այլևս չեն պարունակում այս ամենավտանգավոր թերությունները։ Ավելի ճիշտ՝ վտանգավոր թույլ կետի հետ հանդիպելու հավանականությունը նվազում է, այնքան փոքրանում է դրա չափը։

Եթե ​​որևէ բնույթի իրական պինդ մարմինը մանրացնելով հասնենք մասնիկների, որոնց չափերը մոտավորապես նույնն են, ինչ ամենավտանգավոր արատների միջև եղած հեռավորությունները, ապա այդպիսի մասնիկները գրեթե անկասկած չեն պարունակի վտանգավոր կառուցվածքային թերություններ, դրանք կդառնան շատ ավելի ուժեղ, քան մեծ նմուշները: նույն մարմինն ինքնին: Հետևաբար, պետք է միայն պինդը մանրացնել բավական փոքր կտորների, և նույն բնույթի, նույն կազմի այս կտորները կլինեն ամենադիմացկունը, գրեթե իդեալականորեն ամուրը»:

Այնուհետև այդ միատարր, արատից զերծ մասնիկները պետք է միացվեն, դրանցից անհրաժեշտ չափի և ձևի պինդ (բարձր ամրության) մարմին պատրաստվի, մասնիկները պետք է ստիպել սերտորեն փաթեթավորվել և շատ ամուր միավորվել միմյանց հետ։ Ստացված մեքենայի մասը կամ շինության մասը պետք է շատ ավելի ամուր լինի, քան սկզբնական նյութը, նախքան մանրացնելը: Բնականաբար, այն այնքան ուժեղ չէ, որքան առանձին մասնիկը, քանի որ միաձուլման կետերում կհայտնվեն նոր թերություններ։ Այնուամենայնիվ, եթե մասնիկների համադրման գործընթացը հմտորեն իրականացվի, ապա ուժը սկզբնաղբյուր նյութկգերազանցվի. Սա պահանջում է, որ փոքր մասնիկները հատկապես սերտորեն փաթեթավորվեն, որպեսզի միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերը նորից առաջանան նրանց միջև: Որպես կանոն, դա արվում է սեղմելով մասնիկները սեղմելով և տաքացնելով: Սեղմելով ստացված մանրահատիկ ագրեգատը տաքացնում են՝ չհասցնելով հալվելու։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ բյուրեղային ցանցում մեծանում է մոլեկուլների (ատոմների) ջերմային թրթիռների ամպլիտուդը։ Շփման կետերում երկու հարեւան մասնիկների թրթռացող մոլեկուլները մոտենում են և նույնիսկ խառնվում։ Կպչման ուժերը մեծանում են, մասնիկները քաշվում են իրար՝ գործնականում թողնելով ոչ մի դատարկ կամ ծակոտիներ, իսկ շփման կետերում թերությունները անհետանում են:

Որոշ դեպքերում, մասնիկները կարող են սոսնձվել կամ զոդվել միմյանց հետ: Այս դեպքում գործընթացը պետք է իրականացվի այնպես, որ սոսինձի կամ զոդման շերտերը թերություններ չպարունակեն։

Հիմնված պինդ նյութերի մանրացման գործընթացի արմատական ​​բարելավում գործնական կիրառություն Rehbinder էֆեկտը ապացուցել է, որ շատ օգտակար է բազմաթիվ ոլորտների համար: Զգալիորեն արագացել են հղկման տեխնոլոգիական գործընթացները, իսկ էներգիայի սպառումը նկատելիորեն նվազել է։ Նուրբ հղկումը հնարավորություն տվեց իրականացնել շատերը տեխնոլոգիական գործընթացներավելի քիչ բարձր ջերմաստիճաններև ճնշումներ։ Արդյունքում ստացվել են ավելի որակյալ նյութեր՝ բետոն, կերամիկական և մետաղակերամիկական արտադրանք, ներկանյութեր, մատիտի զանգվածներ, գունանյութեր, լցոնիչներ և շատ ավելին։ Հեշտացվում է հրակայուն և ջերմակայուն պողպատների մեխանիկական մշակումը։

Ահա թե ինչպես է նա նկարագրում Rehbinder էֆեկտի կիրառման մեթոդը. «Ցեմենտ-բետոնից պատրաստված շինարարական մասերը կարելի է հուսալիորեն միավորել միաձույլ կառուցվածքի մեջ՝ սոսնձելով ցեմենտի վիբրոկոլոիդային սոսինձով... Նման սոսինձը մանրացված ցեմենտի խառնուրդ է (մաս որը կարելի է փոխարինել մանր աղացած ավազով) չափազանց փոքր քանակությամբ ջրով և մակերեսային ակտիվ նյութի ավելացումով։ Խառնուրդը հեղուկացվում է ծայրահեղ թրթռումներով՝ բարակ շերտի տեսքով կապակցված մակերեսներին քսելու ժամանակ: Արագ կարծրացումից հետո սոսնձի շերտը դառնում է կառուցվածքի ամենաամուր կետը»։

Ակադեմիկոս Ռեհբինդերի գաղափարների օգտագործումը պինդ նյութերի մանրացման գործընթացի հեշտացման վերաբերյալ մեծ գործնական նշանակություն ունի, օրինակ՝ օգտակար հանածոների ուժի նվազեցման մեթոդի մշակման համար՝ կոշտ ապարներում հորատման արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։

Մետաղների հալոցքների ազդեցության տակ մետաղների ամրության նվազում. 1956 թվականին Ռեհբինդերը հայտնաբերել է մետաղների ամրության նվազման ֆենոմենը՝ մետաղների հալոցքների ազդեցության տակ։ Ցույց է տրվել, որ պինդ (մետաղ) մակերևույթի էներգիայի ամենամեծ նվազումը մինչև գրեթե զրոյի կարող է առաջանալ հալված միջավայրի կողմից, որը մոլեկուլային բնույթով մոտ է պինդին: Այսպիսով, ցինկի միաբյուրեղների առաձգական ուժը տասնյակ անգամ կրճատվել է՝ դրանց մակերևույթին 1 մկմ կամ պակաս հաստությամբ հեղուկ անագ մետաղի շերտ կիրառելով։ Նմանատիպ ազդեցություններ հրակայուն և ջերմակայուն համաձուլվածքների համար նկատվում են հեղուկ ցածր հալվող մետաղների ազդեցության տակ:

Հայտնաբերված երևույթը շատ կարևոր է մետաղի ձևավորման մեթոդների կատարելագործման համար։ Այս գործընթացը անհնար է առանց քսանյութի օգտագործման: Նոր տեխնոլոգիաների նյութերի համար՝ հրակայուն և ջերմակայուն համաձուլվածքներ, վերամշակումը հատկապես զգալիորեն նպաստում է ակտիվ քսանյութերի կիրառմանը, որոնք փափկացնում են մետաղի բարակ մակերեսային շերտերը (որը, ըստ էության, տեղի է ունենում փոքր քանակությամբ մետաղի հալոցքի ազդեցության տակ): Այս դեպքում մետաղը կարծես ինքն իրեն յուղում է. վերամշակման ընթացքում առաջացող վնասակար ավելցուկային դեֆորմացիան, որն առաջացնում է այսպես կոչված կարծրացում՝ վերամշակմանը խանգարող ուժի աճը վերացվում է: Նոր հնարավորություններ են բացվում մետաղները նորմալ և բարձր ջերմաստիճաններում ճնշման միջոցով մշակելու համար. արտադրանքի որակը բարձրանում է, վերամշակող գործիքի մաշվածությունը և վերամշակման համար էներգիայի սպառումը նվազում է:

Արտադրանքը կտրելու գործընթացում թանկարժեք մետաղը չիպերի վերածելու փոխարեն, կարող եք օգտագործել ձևի պլաստիկ փոփոխություն՝ ճնշման վերամշակում առանց մետաղի կորստի: Միաժամանակ բարձրանում է նաև արտադրանքի որակը։

Մետաղների մակերեսային շերտի ամրության կտրուկ նվազումը էական դեր է խաղում շփման ագրեգատների աշխատանքի բարելավման գործում: Առաջանում է մաշվածության վերահսկման ավտոմատ գործող մեխանիզմ. եթե քսվող մակերևույթների վրա պատահական անկանոնություններ կան (փորվածքներ, քերծվածքներ և այլն), դրանց տեղահանման վայրերում առաջանում է բարձր տեղային ճնշում՝ առաջացնելով մետաղների մակերևութային հոսք, որը զգալիորեն հեշտանում է ներծծվողի ազդեցության տակ։ հալվում է (հալված մակերեսային շերտի մետաղը կորցնում է ուժը): Քսող մակերեսները կարելի է հեշտությամբ մանրացնել կամ փայլեցնել: Ներդրված «քսումը» առաջացնում է անկանոնությունների արագացված «մաշվածություն», իսկ մեքենաների գործարկման արագությունը մեծանում է։

Ակտիվ կեղտաջրերի հալոցները կարող են օգտագործվել որպես բյուրեղացման գործընթացի փոփոխիչներ: Կլանված ազատված մետաղի սերմերի բյուրեղների վրա՝ դրանք նվազեցնում են դրանց աճի տեմպերը: Այսպիսով, ձևավորվում է ավելի բարձր ամրությամբ մանրահատիկ մետաղական կառուցվածք:

Մշակվել է մակերեսային ակտիվ միջավայրում մետաղի «մարզման» գործընթաց: Մետաղը ենթարկվում է մակերեսային պարբերական հարվածների, որոնք չեն հանգեցնում ոչնչացման: Մակերեւութային շերտերում պլաստիկ դեֆորմացիաների ռելիեֆի պատճառով ներքին ծավալում մետաղը կարծես «հունցվում է», իսկ հատիկների բյուրեղյա վանդակը ցրվում է։ Եթե ​​նման գործընթացն իրականացվում է այն ջերմաստիճանին մոտ ջերմաստիճանում, որի դեպքում մետաղը սկսում է վերաբյուրեղանալ, մակերեսային ակտիվ միջավայրում ձևավորվում է շատ ավելի բարձր կարծրությամբ նուրբ բյուրեղային կառուցվածք: Իսկ մետաղների մանրացումը նուրբ փոշի ստանալու համար չի կարող կատարվել առանց մակերեսային ակտիվ հալվածքների օգտագործման։ Հետագայում արտադրանքը արտադրվում է այս փոշուց տաք սեղմելով (վերը նկարագրված փոշիներից նյութերի կարծրացման գործընթացին լիովին համապատասխան):

ՌԵԲԻՆԴԵՐԻ ԷՖԵԿՏԸ ՊՈԼԻՄԵՐՆԵՐՈՒՄ. Խորհրդային նշանավոր ֆիզիկական քիմիկոս ակադեմիկոս Պյոտր Ալեքսանդրովիչ Ռեբինդերն առաջինն էր, ով փորձեց ազդել պինդ նյութի ոչնչացման աշխատանքի վրա: Հենց Rebinder-ը կարողացավ հասկանալ, թե ինչպես կարելի է դա անել: Դեռ անցյալ դարի 20-ականներին նա այդ նպատակով օգտագործում էր այսպես կոչված մակերեւութային ակտիվ կամ ադսորբցիոն ակտիվ նյութեր, որոնք կարող են արդյունավետորեն կլանվել մակերեսի վրա նույնիսկ ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում: միջավայրըև կտրուկ նվազեցնել պինդ մարմինների մակերևութային լարվածությունը: Այս նյութերի մոլեկուլները հարձակվում են միջմոլեկուլային կապերի վրա աճող կոտրվածքի ճեղքի ծայրին և, ներծծվելով նոր ձևավորված մակերեսների վրա, թուլացնում են դրանք: Ընտրելով հատուկ հեղուկներ և դրանք ներդնելով քայքայվող պինդի մակերևույթին՝ Rebinder-ը հասավ լարվածության տակ կոտրվածքի աշխատանքի ապշեցուցիչ կրճատման (նկ. 1): Նկարը ցույց է տալիս ցինկի միաբյուրեղի (մոտ մեկ միլիմետր հաստությամբ թիթեղ) լարվածություն-լարված կորերը՝ մակերեւութային ակտիվ նյութի բացակայության և առկայության դեպքում: Ոչնչացման պահը երկու դեպքում էլ նշվում է սլաքներով։ Հստակ երևում է, որ եթե դուք պարզապես ձգում եք նմուշը, այն կոտրվում է ավելի քան 600% երկարությամբ: Բայց եթե նույն ընթացակարգն իրականացվում է դրա մակերեսին հեղուկ անագ քսելով, ապա ոչնչացումը տեղի է ունենում միայն ~ 10% երկարացման դեպքում: Քանի որ ոչնչացման աշխատանքը լարվածություն-լարում կորի տակ գտնվող տարածքն է, հեշտ է տեսնել, որ հեղուկի առկայությունը նվազեցնում է աշխատանքը ոչ թե անգամ, այլ մեծության պատվերներով: Հենց այս էֆեկտն էլ կոչվեց Rehbinder էֆեկտ կամ պինդ մարմինների ուժի կլանման նվազում:

Նկ.1. Սթրեսի կախվածությունը ցինկի միաբյուրեղների դեֆորմացիայից 400°C-ում. 1 - nև օդում; 2 - հալած թիթեղի մեջ

Rehbinder-ի էֆեկտը ունիվերսալ երևույթ է, որը նկատվում է ցանկացած պինդ նյութի, ներառյալ պոլիմերների ոչնչացման ժամանակ: Այնուամենայնիվ, օբյեկտի բնույթը ոչնչացման գործընթացում ներմուծում է իր առանձնահատկությունները, և պոլիմերներն այս առումով բացառություն չեն: Պոլիմերային թաղանթները բաղկացած են մեծ ամբողջական մոլեկուլներից, որոնք միասին պահվում են վան դեր Վալսի կամ ջրածնային կապեր, որոնք նկատելիորեն ավելի թույլ են, քան կովալենտային կապերհենց մոլեկուլների ներսում: Հետևաբար, մոլեկուլը, նույնիսկ լինելով կոլեկտիվի անդամ, պահպանում է որոշակի մեկուսացում և անհատական ​​հատկություններ. Պոլիմերների հիմնական առանձնահատկությունը նրանց մակրոմոլեկուլների շղթայական կառուցվածքն է, որն ապահովում է նրանց ճկունությունը։ Մոլեկուլների ճկունություն, այսինքն. արտաքին մեխանիկական սթրեսի և մի շարք այլ գործոնների ազդեցության տակ իրենց ձևը փոխելու նրանց կարողությունը (կապերի անկյունների դեֆորմացիայի և կապերի պտույտի պատճառով) բնորոշ հատկություններպոլիմերներ. Առաջին հերթին՝ մակրոմոլեկուլների փոխադարձ կողմնորոշվելու ունակությունը։ Սակայն պետք է նշել, որ վերջինս վերաբերում է միայն գծային պոլիմերներին։ Կան հսկայական քանակությամբ նյութեր, որոնք ունեն բարձր մոլեկուլային քաշ (օրինակ, սպիտակուցներ և այլ կենսաբանական առարկաներ), բայց չունեն պոլիմերների հատուկ հատկություններ, քանի որ ուժեղ ներմոլեկուլային փոխազդեցությունները թույլ չեն տալիս նրանց մակրոմոլեկուլները թեքվել: Ավելին, պոլիմերների տիպիկ ներկայացուցիչը՝ բնական կաուչուկը, հատուկ նյութերի օգնությամբ «խաչ կապված» (վուլկանացման գործընթաց) կարող է վերածվել. ամուր- էբոնիտ, որն ընդհանրապես պոլիմերային հատկությունների նշաններ չի ցույց տալիս:

Պոլիմերներում Rehbinder էֆեկտը դրսևորվում է շատ յուրահատուկ ձևով։ Ադսորբցիոն ակտիվ հեղուկում նոր մակերեսի առաջացումն ու զարգացումը նկատվում է ոչ միայն ոչնչացման ժամանակ, այլ շատ ավելի վաղ՝ անգամ պոլիմերային դեֆորմացիայի գործընթացում, որն ուղեկցվում է մակրոմոլեկուլների կողմնորոշմամբ։

Նկ.2. Պոլիէթիլենային տերեֆտալատի նմուշների տեսքը ձգված օդում (ա) և կլանման ակտիվ միջավայրում ( n-պրոպանոլ) (բ).

rebinder պոլիմերային մետաղի ամրությունը

Նկար 2-ը ցույց է տալիս լավսանի երկու նմուշների պատկերներ, որոնցից մեկը ձգվել է օդում, իսկ մյուսը՝ կլանման ակտիվ հեղուկում: Պարզ երեւում է, որ առաջին դեպքում նմուշում վիզ է հայտնվում։ Երկրորդ դեպքում թաղանթը չի նեղանում, այլ դառնում է կաթնային սպիտակ և ոչ թափանցիկ։ Դիտարկվող սպիտակեցման պատճառները պարզ են դառնում մանրադիտակային հետազոտությունից հետո։

Նկ.3. Պոլիէթիլենային տերեֆտալատի նմուշի էլեկտրոնային միկրոգրաֆիա՝ դեֆորմացվածnogo in n-propanol. (Խոշորացում 1000)

Միաձույլ թափանցիկ պարանոցի փոխարեն պոլիմերում ձևավորվում է եզակի ֆիբրիլային-ծակոտկեն կառուցվածք, որը բաղկացած է մակրոմոլեկուլների (ֆիբրիլներ) թելային ագրեգատներից, որոնք բաժանված են միկրոփոսիկներով (ծակոտիներով): Այս դեպքում մակրոմոլեկուլների փոխադարձ կողմնորոշումը ձեռք է բերվում ոչ թե միաձույլ պարանոցում, այլ մանրաթելերի ներսում։ Քանի որ մանրաթելերը բաժանված են տարածության մեջ, նման կառույցը պարունակում է հսկայական քանակությամբ միկրովոյներ, որոնք ինտենսիվորեն ցրում են լույսը և պոլիմերին տալիս են կաթնային սպիտակ գույն: Ծակոտիները լցված են հեղուկով, ուստի տարասեռ կառուցվածքը պահպանվում է նույնիսկ դեֆորմացնող սթրեսը հեռացնելուց հետո։ Ֆիբրիլային-ծակոտկեն կառուցվածքը հայտնվում է հատուկ գոտիներում և, քանի որ պոլիմերը դեֆորմացվում է, այն գրավում է աճող ծավալ: Մանրադիտակային պատկերների վերլուծությունը հնարավորություն տվեց պարզել մոլորության ենթարկված պոլիմերի կառուցվածքային վերադասավորումների առանձնահատկությունները (նկ. 4):

Նկ.4. Սխեմատիկ պատկերացում պոլիմերի մոլեգնման առանձին փուլերի.

Ծագելով ցանկացած թերությունից (կառուցվածքի անհամասեռություն), որոնք առատ են ցանկացած իրական պինդի մակերևույթի վրա, մոլախոտերը աճում են ձգվող պոլիմերի ամբողջ խաչմերուկում առաձգական լարվածության առանցքի ուղղությամբ նորմալ ուղղությամբ՝ պահպանելով հաստատուն և շատ փոքր ( ~1 մկմ) լայնություն։ Այս առումով դրանք նման են ճշմարիտ կոտրվածքային ճաքերին: Բայց երբ մոլուցքը «կտրում է» պոլիմերի ամբողջ խաչմերուկը, նմուշը չի բաժանվում առանձին մասերի, այլ մնում է մեկ ամբողջություն: Դա պայմանավորված է նրանով, որ նման յուրահատուկ ճեղքի հակառակ եզրերը միացված են ամենաբարակ թելերով։ կողմնորոշված ​​պոլիմեր(նկ. 3): Ֆիբրիլային գոյացությունների չափերը (տրամագիծը), ինչպես նաև դրանք բաժանող միկրոփողերը 1–10 նմ են։

Երբ մոլախոտերի հակառակ պատերը միացնող մանրաթելերը բավական երկար են դառնում, սկսվում է դրանց միաձուլման գործընթացը (այս դեպքում մակերեսի մակերեսը նվազում է, նկ. 5): Այլ կերպ ասած, պոլիմերը յուրօրինակ կառուցվածքային անցում է կատարում չամրացված կառուցվածքից դեպի ավելի կոմպակտ կառուցվածք, որը բաղկացած է մանրաթելերի խիտ փաթեթավորված ագրեգատներից, որոնք ուղղված են ձգվող առանցքի ուղղությամբ:

Նկ.5. Դիագրամ, որը ցույց է տալիս պոլիմերային կառուցվածքի փլուզումը, որը տեղի է ունենում ադսորբցիոն ակտիվ հեղուկում դեֆորմացիայի մեծ արժեքներով, ձգման տարբեր փուլերում

Գոյություն ունի մոլեկուլները կլանման միջոցով տարանջատելու մեթոդ այն լուծույթից, որը ունակ է ներթափանցել ծակոտիները: տրված չափը(մոլեկուլային մաղի ազդեցություն): Քանի որ ծակոտիների չափը կարելի է հեշտությամբ կարգավորել՝ փոխելով ներծծման ակտիվ միջավայրում պոլիմերային երկարացման աստիճանը (օգտագործելով Rebinder էֆեկտը), ընտրովի կլանումը հեշտ է հասնել: Կարևոր է նշել, որ գործնականում օգտագործվող ադսորբենտները սովորաբար փոշի կամ հատիկավոր են, որոնք լցված են տարբեր տեսակի տարաներով (օրինակ՝ նույն գազի դիմակի սորբենտը): Օգտագործելով Rehbinder էֆեկտը, հեշտ է ստանալ թաղանթ կամ մանրաթել՝ նանոմետրիկ ծակոտկենությամբ: Այլ կերպ ասած, հեռանկարը բացվում է կառուցվածքային նյութ ստեղծելու համար, որն ունի օպտիմալ մեխանիկական հատկություններ և միևնույն ժամանակ արդյունավետ սորբենտ է:

Օգտագործելով Rebinder էֆեկտը, տարրական եղանակով (պարզապես ձգելով պոլիմերային թաղանթը ադսորբցիոն ակտիվ միջավայրում), հնարավոր է գրեթե ցանկացած սինթետիկ պոլիմերների հիման վրա ծակոտկեն պոլիմերային թաղանթներ պատրաստել: Նման թաղանթների ծակոտիների չափերը կարելի է հեշտությամբ կարգավորել՝ փոխելով պոլիմերի դեֆորմացիայի աստիճանը, ինչը հնարավորություն է տալիս արտադրել տարանջատող թաղանթներ՝ գործնական խնդիրների լայն տեսականի լուծելու համար:

Պոլիմերներում Rebinder էֆեկտը մեծ կիրառական ներուժ ունի: Նախ, ադսորբցիոն ակտիվ հեղուկում պոլիմերը պարզապես արդյունահանելով, հնարավոր է ձեռք բերել մի շարք պոլիմերային սորբենտներ, տարանջատող թաղանթներ և լայնակի ռելիեֆով պոլիմերային արտադրանքներ, և, երկրորդ, Rehbinder էֆեկտը գործընթացի քիմիկոսին տալիս է ունիվերսալ. պոլիմերների մեջ փոփոխող հավելումների ներմուծման շարունակական մեթոդ:

Օգտագործված նյութերի ցանկ

1. www.rfbr.ru/pics/28304ref/file.pdf

2. www.chem.msu.su/rus/teaching/colloid/4.html

3. http://femto.com.ua/articles/part_2/3339.html

4. Խորհրդային մեծ հանրագիտարան. Մ.: Խորհրդային հանրագիտարան, 1975, հ. 21։

6. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00065/40400.htm

7. http://www.nanometer.ru/2009/09/07/rfbr_156711/PROP_FILE_files_1/rffi4.pdf

8. http://ru.wikipedia.org/wiki/Rebinder_Effect

Տեղադրված է Allbest.ru-ում

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Բովանդակության սահմանում չհագեցած ածխաջրածիններդիզելային վառելիքում յոդի թվով. Հանքային կեղտերի հայտնաբերում, խտություն և մածուցիկություն, նավթամթերքի մակերևութային լարվածության գործակից: Օգտագործելով Վեստֆալ-Մոհր և Ռեհբինդեր-Վեյլեր մեթոդները:

դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 27.11.2014թ


Ադսորբցիայի հիմնական տեսակների ուսումնասիրություն. Գազերի և գոլորշիների կլանման արագության վրա ազդող գործոններ. Adsorption isotherm. Ֆրեյնդլիխի և Լանգմյուիրի հավասարումը. Լուծումներից կլանման առանձնահատկությունները. Ռեհբինդեր, Պանեթ-Ֆաջանս-Պեսկով իշխանություն. Քրոմատագրության հայեցակարգը և տեսակները.

շնորհանդես, ավելացվել է 28.11.2013թ


Գիպսի տարբեր ձևափոխությունների ամրացում և ամրացում: Հավելումների դասակարգում և հատկություններ: Մակերեւութային լարվածության որոշում. Պլաստիկ ամրության որոշում. Rehbinder լծակ պլաստոմետր. Հավելումների ազդեցությունը գիպսային խմորի կարծրացման կինետիկայի վրա.

դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 17.02.2013թ


Ընդհանուր տեղեկություններմետաղների կոռոզիայի, դրա տեսակների և տեսակների մասին. Քիմիական և էլեկտրաքիմիական կոռոզիայի պատճառները և դրա առաջացման մեխանիզմը. Մետաղական արտադրանքները կոռոզիայից պաշտպանելու մեթոդներ. Հակակոռոզիոն պաշտպանություն ոչ մետաղական ծածկույթներով:

գործնական աշխատանք, ավելացվել է 11/03/2011 թ


Քիմիական ռեակցիաների առանձնահատկությունները պոլիմերներում. Պոլիմերների ոչնչացումը ջերմության ազդեցության տակ և քիմիական լրատվամիջոցներ. Քիմիական ռեակցիաներլույսի և իոնացնող ճառագայթման ազդեցության տակ։ Ցանցային կառուցվածքների ձևավորում պոլիմերներում. Պոլիմերների ռեակցիաները թթվածնի և օզոնի հետ.

թեստ, ավելացվել է 03/08/2015


Օբյեկտիվ սխալներ ֆոտոմետրիայում. Քլորոֆորմի լուծույթների սպեկտրոֆոտոմետրիկ կորեր. Ընդհանուր հայեցակարգֆոտոէլեկտրական էֆեկտի մասին. Գունաչափական տիտրման կամ կրկնօրինակման մեթոդ. Ավտոմատ ֆոտոկոլորիմետրի սխեման. Ֆոտոմետրիկ մեթոդների պրակտիկա.

դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 30.10.2011թ


Մետաղների ատոմների կառուցվածքը. Մետաղների դիրքը պարբերական աղյուսակ. Մետաղների խմբեր. Ֆիզիկական հատկություններմետաղներ Քիմիական հատկություններմետաղներ Մետաղների կոռոզիա. Համաձուլվածքների հայեցակարգը. Մետաղների ստացման մեթոդներ.

վերացական, ավելացվել է 12/05/2003 թ


Ջեռուցիչների, վառարանների, ջերմափոխանակիչների արտադրության համար նախատեսված ջերմակայուն մետաղական նյութերի հայտնաբերման խնդիրների վերլուծություն: Մետաղների օքսիդացման արագության ամենատարածված հավասարումների ներածություն: Ընդհանուր բնութագրերՎագների տեսությունները.

թեստ, ավելացվել է 04/10/2015


Էնթալպիան վիճակի ջերմադինամիկ ֆունկցիան է և ներքին էներգիայի և արտաքին ուժերի դեմ աշխատանքի գումարը: Ձևավորման էնթալպիա բարդ նյութ. Չեզոքացման ռեակցիայի էթալպիայի որոշում. Փորձի նկարագրությունը, չափման հարաբերական սխալի հաշվարկը.

լաբորատոր աշխատանք, ավելացվել է 18.05.2012թ


Էությունը, տեսակները, արտադրության եղանակները, մետաղական ծածկույթների կիրառման ոլորտները: Ապակու քիմիական արծաթապատման տեխնոլոգիա և առանձնահատկություններ. Հիմնական մեթոդների բնութագրերը քիմիական նստվածքմետաղներ Մետաղական շերտի մակերեսին կպչման ուժը:

REBINDER Պետր Ալեքսանդրովիչ (03.X.1898-12.VII.1972), սովետական ​​ֆիզիկաքիմիկոս, ԽՍՀՄ ԳԱ ակադեմիկոս 1946-ից (թղթակից անդամ 1933-ից), ծնվել է Սանկտ Պետերբուրգում։ Ավարտել է Մոսկվայի համալսարանի ֆիզիկամաթեմատիկական ֆակուլտետը (1924)։ 1922-1932 թթ աշխատել է ԽՍՀՄ ԳԱ ֆիզիկայի և կենսաֆիզիկայի ինստիտուտում և միաժամանակ (1923-1941 թթ.) Մոսկվայի անվան պետական ​​մանկավարժական ինստիտուտում։ Կ.Լիբկնեխտը (1923-ից՝ պրոֆեսոր), 1935-ից՝ ԽՍՀՄ ԳԱ կոլոիդ-էլեկտրաքիմիական ինստիտուտի (1945-ից՝ Ֆիզիկական քիմիայի ինստիտուտ) դիսպերս համակարգերի ամբիոնի վարիչ, 1942-ից՝ ամբիոնի վարիչ։ կոլոիդ քիմիա Մոսկվայի համալսարանում:

Ռեհբինդերի աշխատությունները նվիրված են դիսպերս համակարգերի և մակերեսային երևույթների ֆիզիկաքիմիային։ 1928 թվականին գիտնականը հայտնաբերել է պինդ մարմինների ուժգնության նվազման ֆենոմենը՝ պայմանավորված նրանց վրա շրջակա միջավայրի հետադարձելի ֆիզիկաքիմիական ազդեցության (Ռեհբինդերի էֆեկտ) եւ 1930-1940-ական թթ. մշակել են շատ կոշտ և դժվար կտրվող նյութերի մշակումը հեշտացնելու ուղիներ:

Նա հայտնաբերեց մետաղի միաբյուրեղների պլաստիկացման էլեկտրամազանոթային ազդեցությունը սողման գործընթացում էլեկտրոլիտային լուծույթներում դրանց մակերեսի բևեռացման ժամանակ, ուսումնասիրեց մակերեսային ակտիվ նյութերի ջրային լուծույթների առանձնահատկությունները, ադսորբցիոն շերտերի ազդեցությունը ցրված համակարգերի հատկությունների վրա (1935 թ. -1940) փրփուրների և էմուլսիաների ձևավորման և կայունացման հիմնական սկզբունքները, ինչպես նաև էմուլսիաներում փուլային հակադարձման գործընթացը.

Գիտնականը պարզել է, որ մաքրման գործողությունը ներառում է կոլոիդ-քիմիական պրոցեսների բարդ համալիր։ Ռեբինդերն ուսումնասիրել է մակերեւութային ակտիվ նյութերի միցելների ձևավորման և կառուցվածքի գործընթացները, գաղափարներ մշակել լիոֆոբ ներքին միջուկով օճառների թերմոդինամիկ կայուն միցելի մասին լիոֆիլ միջավայրում։ Գիտնականն ընտրել և հիմնավորել է ցրված համակարգերի ռեոլոգիական հատկությունների բնութագրման օպտիմալ պարամետրերը և դրանց որոշման մեթոդները:

1956 թվականին գիտնականը հայտնաբերել է մետաղների հալոցքների ազդեցության տակ ադսորբցիոն նվազման երևույթը։ 1950-ական թթ Գիտնականները ստեղծել են գիտության նոր ոլորտ՝ ֆիզիկական և քիմիական մեխանիկա։ Ինչպես Ռեհբինդերն ինքը գրել է. «Ֆիզիկական-քիմիական մեխանիկայի վերջնական խնդիրն է ստեղծել գիտական ​​հիմքեր՝ տվյալ կառուցվածքով և մեխանիկական հատկություններով պինդ մարմիններ և համակարգեր ստանալու համար: Հետևաբար, այս տարածքի խնդիրն ընդգրկում է օպտիմալ նպատակային տեխնոլոգիայի ստեղծում ժամանակակից տեխնոլոգիաների հիմնականում բոլոր շինարարական և կառուցվածքային նյութերի` բետոնների, մետաղների և համաձուլվածքների, հատկապես ջերմակայուն, կերամիկայի և մետաղակերամիկայի, ռետինների արտադրության և մշակման համար: , պլաստմասսա, քսանյութեր»։

1958 թվականից Ռեբինդերը ԽՍՀՄ ԳԱ գիտական ​​խորհրդի նախագահն է ֆիզիկական և քիմիական մեխանիկայի և կոլոիդների քիմիայի խնդիրներով, այնուհետև (1967 թվականից)՝ Մակերեւութային ակտիվ նյութերի միջազգային կոմիտեին կից ԽՍՀՄ ազգային կոմիտեի նախագահ։ 1968-1972 թվականներին եղել է «Colloid Journal»-ի գլխավոր խմբագիր։ Գիտնականը պարգևատրվել է Լենինի երկու շքանշանով, ունեցել է Սոցիալիստական ​​աշխատանքի հերոսի կոչում (1968), ԽՍՀՄ պետական ​​մրցանակի դափնեկիր (1942)։

Rehbinder էֆեկտը, կլանման ազդեցությունը, որը նվազեցնում է պինդ մարմինների ուժը, հեշտացնում է պինդ մարմինների դեֆորմացիան և ոչնչացումը շրջակա միջավայրի շրջելի ֆիզիկաքիմիական ազդեցության պատճառով: Հայտնաբերվել է Պ. Հնարավոր է, երբ լարված վիճակում գտնվող պինդ մարմինը շփվում է հեղուկ (կամ գազային) կլանման ակտիվ միջավայրի հետ: Rebinder-ի էֆեկտը շատ ունիվերսալ է. այն նկատվում է պինդ մետաղների, իոնային, կովալենտային և մոլեկուլային մոնո- և բազմաբյուրեղ պինդ նյութերի, ապակիների և պոլիմերների մեջ, մասամբ բյուրեղացված և ամորֆ, ծակոտկեն և պինդ: Rehbinder էֆեկտի դրսևորման հիմնական պայմանը քիմիական կազմի և կառուցվածքի մեջ շփման փուլերի (պինդ մարմին և միջավայր) հարակից բնույթն է: Ազդեցության ձևը և դրսևորման աստիճանը կախված են շփման փուլերի միջատոմային (միջմոլեկուլային) փոխազդեցությունների ինտենսիվությունից, սթրեսի մեծությունից և տեսակից (պահանջվում է առաձգական սթրես), լարվածության արագությունից և ջերմաստիճանից։ Զգալի դեր է խաղում մարմնի իրական կառուցվածքը` տեղահանումների, ճաքերի, օտար ներդիրների առկայություն և այլն: Rehbinder էֆեկտի դրսևորման բնորոշ ձևը ուժի կրկնվող անկումն է, պինդ մարմնի փխրունության բարձրացումը: , և դրա դիմացկունության նվազում։ Այսպիսով, սնդիկի մեջ ներծծված ցինկի թիթեղը ծանրաբեռնվածության տակ չի թեքվում, այլ փխրուն կոտրվում է: Դրսևորման մեկ այլ ձև է շրջակա միջավայրի պլաստիկացնող ազդեցությունը պինդ նյութերի վրա, օրինակ՝ ջուրը գիպսի վրա, օրգանական մակերևութաակտիվ նյութերը մետաղների վրա և այլն։ Թերմոդինամիկ Ռեբինդերի էֆեկտը պայմանավորված է դեֆորմացիայի ժամանակ նոր մակերեսի ձևավորման աշխատանքի նվազմամբ։ շրջակա միջավայրի ազդեցության տակ պինդ մարմնի ազատ մակերևութային էներգիայի նվազման արդյունք։ Ազդեցության մոլեկուլային բնույթն է հեշտացնել միջմոլեկուլային (միջատոմային, իոնային) կապերի խզումը և վերադասավորումը պինդ նյութում՝ կլանման ակտիվ և միևնույն ժամանակ բավականաչափ շարժուն օտար մոլեկուլների (ատոմներ, իոններ) առկայության դեպքում:

Տեխնիկական կիրառման ամենակարևոր ոլորտներն են տարբեր (հատկապես խիստ կոշտ և դժվար մշակվող) նյութերի մեխանիկական մշակման դյուրացումը և կատարելագործումը, քսանյութերի միջոցով շփման և մաշվածության գործընթացների կարգավորումը, մանրացված (փոշիացված) նյութերի արդյունավետ ստացումը, պինդ նյութերի և նյութերի ստացումը տվյալ տվյալով։ ցրված կառուցվածքը և մեխանիկական և այլ հատկությունների պահանջվող համակցությունը տարանջատման և հետագա խտացման միջոցով՝ առանց ներքին լարումների։ Ադսորբցիոն ակտիվ միջավայրը կարող է նաև զգալի վնաս պատճառել, օրինակ՝ նվազեցնել մեքենայի մասերի և նյութերի ամրությունն ու ամրությունը շահագործման պայմաններում: Այս դեպքերում Rebinder էֆեկտի դրսևորմանը նպաստող գործոնների վերացումը հնարավորություն է տալիս նյութերը պաշտպանել շրջակա միջավայրի անցանկալի ազդեցություններից:

Նույնիսկ ամենաուժեղ մարմիններն ունեն հսկայական թվով արատներ, որոնք թուլացնում են նրանց դիմադրությունը ծանրաբեռնվածության նկատմամբ և դարձնում դրանք ավելի քիչ ուժեղ՝ համեմատած տեսության կանխատեսումների հետ։ Պինդ մարմնի մեխանիկական ոչնչացման ժամանակ գործընթացը սկսվում է այն վայրից, որտեղ գտնվում են միկրոդեֆեկտները։ Բեռի ավելացումը հանգեցնում է թերության վայրում միկրոճաքերի առաջացմանը: Այնուամենայնիվ, բեռը հեռացնելը հանգեցնում է սկզբնական կառուցվածքի վերականգնմանը. միկրոճեղքի լայնությունը հաճախ անբավարար է միջմոլեկուլային (միջատոմային) փոխազդեցության ուժերը լիովին հաղթահարելու համար: Բեռի նվազեցումը հանգեցնում է միկրոճեղքի «նվազմանը», միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերը գրեթե ամբողջությամբ վերականգնվում են, և ճեղքը անհետանում է: Բանն այն է նաև, որ ճեղքի առաջացումը պինդ մարմնի նոր մակերեսի ձևավորումն է, և նման գործընթացի համար պահանջվում է էներգիայի ծախս, որը հավասար է մակերևութային լարվածության էներգիային, որը բազմապատկվում է այս մակերեսի մակերեսով: Բեռի կրճատումը հանգեցնում է ճաքերի «նվազմանը», քանի որ համակարգը հակված է նվազեցնելու դրանում կուտակված էներգիան: Հետևաբար, պինդ նյութը հաջողությամբ ոչնչացնելու համար անհրաժեշտ է ստացված մակերեսը պատել հատուկ նյութով, որը կոչվում է մակերեսային ակտիվ նյութ, որը կնվազեցնի մոլեկուլային ուժերի հաղթահարման աշխատանքը նոր մակերես ձևավորելիս: Մակերեւութային ակտիվ նյութերը ներթափանցում են միկրոճաքերի մեջ, ծածկում դրանց մակերեսը ընդամենը մեկ մոլեկուլ հաստությամբ շերտով (որը հնարավորություն է տալիս օգտագործել այդ նյութերի շատ փոքր քանակությամբ հավելումներ)՝ կանխելով «փլուզման» գործընթացը, կանխելով մոլեկուլային փոխազդեցության վերսկսումը:

Մակերեւութային ակտիվ նյութերը, որոշակի պայմաններում, հեշտացնում են պինդ նյութերի մանրացումը: Պինդ մարմինների շատ նուրբ (մինչև կոլոիդային մասնիկների չափսերի) մանրացման հնարավոր չէ հասնել առանց մակերեսային ակտիվ նյութերի ավելացման:

Այժմ մնում է հիշել, որ պինդ մարմնի ոչնչացումը (այսինքն, նոր միկրոճեղքերի ձևավորումը) սկսվում է հենց այն վայրից, որտեղ գտնվում է այս մարմնի կառուցվածքի թերությունը: Բացի այդ, ավելացված մակերևութային ակտիվ նյութը նաև նախընտրելիորեն ներծծվում է արատների վայրերում՝ դրանով իսկ հեշտացնելով դրա կլանումը ապագա միկրոճաքերի պատերին: Մեջբերենք ակադեմիկոս Ռեբինդերի խոսքերը. «Մի մասի բաժանումը տեղի է ունենում հենց այս թույլ կետերում [թերությունների տեղակայումը], և, հետևաբար, մարմնի մանր մասնիկները, որոնք առաջացել են մանրացման ժամանակ, այլևս չեն պարունակում այս ամենավտանգավոր թերությունները։ Ավելի ճիշտ՝ վտանգավոր թույլ կետի հետ հանդիպելու հավանականությունը նվազում է, այնքան փոքրանում է դրա չափը։

Եթե ​​որևէ բնույթի իրական պինդ մարմինը մանրացնելով հասնենք մասնիկների, որոնց չափերը մոտավորապես նույնն են, ինչ ամենավտանգավոր արատների միջև եղած հեռավորությունները, ապա այդպիսի մասնիկները գրեթե անկասկած չեն պարունակի վտանգավոր կառուցվածքային թերություններ, դրանք կդառնան շատ ավելի ուժեղ, քան մեծ նմուշները: նույն մարմինն ինքնին: Հետևաբար, պետք է միայն պինդը մանրացնել բավական փոքր կտորների, և նույն բնույթի, նույն կազմի այս կտորները կլինեն ամենադիմացկունը, գրեթե իդեալականորեն ամուրը»:

Այնուհետև այդ միատարր, արատից զերծ մասնիկները պետք է միացվեն, դրանցից անհրաժեշտ չափի և ձևի պինդ (բարձր ամրության) մարմին պատրաստվի, մասնիկները պետք է ստիպել սերտորեն փաթեթավորվել և շատ ամուր միավորվել միմյանց հետ։ Ստացված մեքենայի մասը կամ շինության մասը պետք է շատ ավելի ամուր լինի, քան սկզբնական նյութը, նախքան մանրացնելը: Բնականաբար, այն այնքան ուժեղ չէ, որքան առանձին մասնիկը, քանի որ միաձուլման կետերում կհայտնվեն նոր թերություններ։ Այնուամենայնիվ, եթե մասնիկների համադրման գործընթացը հմտորեն իրականացվի, ապա սկզբնական նյութի ուժը կգերազանցի։ Սա պահանջում է, որ փոքր մասնիկները հատկապես սերտորեն փաթեթավորվեն, որպեսզի միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերը նորից առաջանան նրանց միջև: Որպես կանոն, դա արվում է սեղմելով մասնիկները սեղմելով և տաքացնելով: Սեղմելով ստացված մանրահատիկ ագրեգատը տաքացնում են՝ չհասցնելով հալվելու։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ բյուրեղային ցանցում մեծանում է մոլեկուլների (ատոմների) ջերմային թրթիռների ամպլիտուդը։ Շփման կետերում երկու հարեւան մասնիկների թրթռացող մոլեկուլները մոտենում են և նույնիսկ խառնվում։ Կպչման ուժերը մեծանում են, մասնիկները քաշվում են իրար՝ գործնականում թողնելով ոչ մի դատարկ կամ ծակոտիներ, իսկ շփման կետերում թերությունները անհետանում են:

Որոշ դեպքերում, մասնիկները կարող են սոսնձվել կամ զոդվել միմյանց հետ: Այս դեպքում գործընթացը պետք է իրականացվի այնպես, որ սոսինձի կամ զոդման շերտերը թերություններ չպարունակեն։

Պինդ նյութերի մանրացման գործընթացի արմատական ​​բարելավումը, որը հիմնված է Rehbinder էֆեկտի գործնական կիրառման վրա, ապացուցել է, որ շատ օգտակար է բազմաթիվ ոլորտների համար: Զգալիորեն արագացել են հղկման տեխնոլոգիական գործընթացները, իսկ էներգիայի սպառումը նկատելիորեն նվազել է։ Նուրբ հղկումը հնարավորություն է տվել իրականացնել բազմաթիվ տեխնոլոգիական գործընթացներ ավելի ցածր ջերմաստիճաններում և ճնշումներում: Արդյունքում ստացվել են ավելի որակյալ նյութեր՝ բետոն, կերամիկական և մետաղակերամիկական արտադրանք, ներկանյութեր, մատիտի զանգվածներ, գունանյութեր, լցոնիչներ և շատ ավելին։ Հեշտացվում է հրակայուն և ջերմակայուն պողպատների մեխանիկական մշակումը։

Ահա թե ինչպես է նա նկարագրում Rehbinder էֆեկտի կիրառման մեթոդը. «Ցեմենտ-բետոնից պատրաստված շինարարական մասերը կարելի է հուսալիորեն միավորել միաձույլ կառուցվածքի մեջ՝ սոսնձելով ցեմենտի վիբրոկոլոիդային սոսինձով... Նման սոսինձը մանրացված ցեմենտի խառնուրդ է (մաս որը կարելի է փոխարինել մանր աղացած ավազով) չափազանց փոքր քանակությամբ ջրով և մակերեսային ակտիվ նյութի ավելացումով։ Խառնուրդը հեղուկացվում է ծայրահեղ թրթռումներով՝ բարակ շերտի տեսքով կապակցված մակերեսներին քսելու ժամանակ: Արագ կարծրացումից հետո սոսնձի շերտը դառնում է կառուցվածքի ամենաամուր կետը»։

Ակադեմիկոս Ռեհբինդերի գաղափարների օգտագործումը պինդ նյութերի մանրացման գործընթացի հեշտացման վերաբերյալ մեծ գործնական նշանակություն ունի, օրինակ՝ օգտակար հանածոների ուժի նվազեցման մեթոդի մշակման համար՝ կոշտ ապարներում հորատման արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։

Մետաղների հալոցքների ազդեցության տակ մետաղների ամրության նվազում. 1956 թվականին Ռեհբինդերը հայտնաբերել է մետաղների ամրության նվազման ֆենոմենը՝ մետաղների հալոցքների ազդեցության տակ։ Ցույց է տրվել, որ պինդ (մետաղ) մակերևույթի էներգիայի ամենամեծ նվազումը մինչև գրեթե զրոյի կարող է առաջանալ հալված միջավայրի կողմից, որը մոլեկուլային բնույթով մոտ է պինդին: Այսպիսով, ցինկի միաբյուրեղների առաձգական ուժը տասնյակ անգամ կրճատվել է՝ դրանց մակերևույթին 1 մկմ կամ պակաս հաստությամբ հեղուկ անագ մետաղի շերտ կիրառելով։ Նմանատիպ ազդեցություններ հրակայուն և ջերմակայուն համաձուլվածքների համար նկատվում են հեղուկ ցածր հալվող մետաղների ազդեցության տակ:

Հայտնաբերված երևույթը շատ կարևոր է մետաղի ձևավորման մեթոդների կատարելագործման համար։ Այս գործընթացը անհնար է առանց քսանյութի օգտագործման: Նոր տեխնոլոգիաների նյութերի համար՝ հրակայուն և ջերմակայուն համաձուլվածքներ, վերամշակումը հատկապես զգալիորեն նպաստում է ակտիվ քսանյութերի կիրառմանը, որոնք փափկացնում են մետաղի բարակ մակերեսային շերտերը (որը, ըստ էության, տեղի է ունենում փոքր քանակությամբ մետաղի հալոցքի ազդեցության տակ): Այս դեպքում մետաղը կարծես ինքն իրեն յուղում է. վերամշակման ընթացքում առաջացող վնասակար ավելցուկային դեֆորմացիան, որն առաջացնում է այսպես կոչված կարծրացում՝ վերամշակմանը խանգարող ուժի աճը վերացվում է: Նոր հնարավորություններ են բացվում մետաղները նորմալ և բարձր ջերմաստիճաններում ճնշման միջոցով մշակելու համար. արտադրանքի որակը բարձրանում է, վերամշակող գործիքի մաշվածությունը և վերամշակման համար էներգիայի սպառումը նվազում է:

Արտադրանքը կտրելու գործընթացում թանկարժեք մետաղը չիպերի վերածելու փոխարեն, կարող եք օգտագործել ձևի պլաստիկ փոփոխություն՝ ճնշման վերամշակում առանց մետաղի կորստի: Միաժամանակ բարձրանում է նաև արտադրանքի որակը։

Մետաղների մակերեսային շերտի ամրության կտրուկ նվազումը էական դեր է խաղում շփման ագրեգատների աշխատանքի բարելավման գործում: Առաջանում է մաշվածության վերահսկման ավտոմատ գործող մեխանիզմ. եթե քսվող մակերևույթների վրա պատահական անկանոնություններ կան (փորվածքներ, քերծվածքներ և այլն), դրանց տեղահանման վայրերում առաջանում է բարձր տեղային ճնշում՝ առաջացնելով մետաղների մակերևութային հոսք, որը զգալիորեն հեշտանում է ներծծվողի ազդեցության տակ։ հալվում է (հալված մակերեսային շերտի մետաղը կորցնում է ուժը): Քսող մակերեսները կարելի է հեշտությամբ մանրացնել կամ փայլեցնել: Ներդրված «քսումը» առաջացնում է անկանոնությունների արագացված «մաշվածություն», իսկ մեքենաների գործարկման արագությունը մեծանում է։

Ակտիվ կեղտաջրերի հալոցները կարող են օգտագործվել որպես բյուրեղացման գործընթացի փոփոխիչներ: Կլանված ազատված մետաղի սերմերի բյուրեղների վրա՝ դրանք նվազեցնում են դրանց աճի տեմպերը: Այսպիսով, ձևավորվում է ավելի բարձր ամրությամբ մանրահատիկ մետաղական կառուցվածք:

Մշակվել է մակերեսային ակտիվ միջավայրում մետաղի «մարզման» գործընթաց: Մետաղը ենթարկվում է մակերեսային պարբերական հարվածների, որոնք չեն հանգեցնում ոչնչացման: Մակերեւութային շերտերում պլաստիկ դեֆորմացիաների ռելիեֆի պատճառով ներքին ծավալում մետաղը կարծես «հունցվում է», իսկ հատիկների բյուրեղյա վանդակը ցրվում է։ Եթե ​​նման գործընթացն իրականացվում է այն ջերմաստիճանին մոտ ջերմաստիճանում, որի դեպքում մետաղը սկսում է վերաբյուրեղանալ, մակերեսային ակտիվ միջավայրում ձևավորվում է շատ ավելի բարձր կարծրությամբ նուրբ բյուրեղային կառուցվածք: Իսկ մետաղների մանրացումը նուրբ փոշի ստանալու համար չի կարող կատարվել առանց մակերեսային ակտիվ հալվածքների օգտագործման։ Հետագայում արտադրանքը արտադրվում է այս փոշուց տաք սեղմելով (վերը նկարագրված փոշիներից նյութերի կարծրացման գործընթացին լիովին համապատասխան):

ՌԵԲԻՆԴԵՐԻ ԷՖԵԿՏԸ ՊՈԼԻՄԵՐՆԵՐՈՒՄ. Խորհրդային նշանավոր ֆիզիկական քիմիկոս ակադեմիկոս Պյոտր Ալեքսանդրովիչ Ռեբինդերն առաջինն էր, ով փորձեց ազդել պինդ նյութի ոչնչացման աշխատանքի վրա: Հենց Rebinder-ը կարողացավ հասկանալ, թե ինչպես կարելի է դա անել: Դեռևս անցյալ դարի 20-ական թվականներին նա այդ նպատակով օգտագործում էր այսպես կոչված մակերևութային ակտիվ կամ ադսորբցիոն ակտիվ նյութեր, որոնք ունակ են արդյունավետորեն ներծծվել մակերեսի վրա նույնիսկ շրջակա միջավայրի ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում և կտրուկ նվազեցնել մակերեսը: պինդ մարմինների լարվածությունը. Այս նյութերի մոլեկուլները հարձակվում են միջմոլեկուլային կապերի վրա աճող կոտրվածքի ճեղքի ծայրին և, ներծծվելով նոր ձևավորված մակերեսների վրա, թուլացնում են դրանք: Ընտրելով հատուկ հեղուկներ և դրանք ներդնելով քայքայվող պինդի մակերևույթին՝ Rebinder-ը հասավ լարվածության տակ կոտրվածքի աշխատանքի ապշեցուցիչ կրճատման (նկ. 1): Նկարը ցույց է տալիս ցինկի միաբյուրեղի (մոտ մեկ միլիմետր հաստությամբ թիթեղ) լարվածություն-լարված կորերը՝ մակերեւութային ակտիվ նյութի բացակայության և առկայության դեպքում: Ոչնչացման պահը երկու դեպքում էլ նշվում է սլաքներով։ Հստակ երևում է, որ եթե դուք պարզապես ձգում եք նմուշը, այն կոտրվում է ավելի քան 600% երկարությամբ: Բայց եթե նույն ընթացակարգն իրականացվում է դրա մակերեսին հեղուկ անագ քսելով, ապա ոչնչացումը տեղի է ունենում միայն ~ 10% երկարացման դեպքում: Քանի որ ոչնչացման աշխատանքը լարվածություն-լարում կորի տակ գտնվող տարածքն է, հեշտ է տեսնել, որ հեղուկի առկայությունը նվազեցնում է աշխատանքը ոչ թե անգամ, այլ մեծության պատվերներով: Հենց այս էֆեկտն էլ կոչվեց Rehbinder էֆեկտ կամ պինդ մարմինների ուժի կլանման նվազում:

Նկ.1. Սթրեսի կախվածությունը ցինկի միաբյուրեղների դեֆորմացիայից 400°C ջերմաստիճանում. 1 - օդում; 2 - հալած թիթեղի մեջ

Rehbinder-ի էֆեկտը ունիվերսալ երևույթ է, որը նկատվում է ցանկացած պինդ նյութի, ներառյալ պոլիմերների ոչնչացման ժամանակ: Այնուամենայնիվ, օբյեկտի բնույթը ոչնչացման գործընթացում ներմուծում է իր առանձնահատկությունները, և պոլիմերներն այս առումով բացառություն չեն: Պոլիմերային թաղանթները բաղկացած են մեծ, ամբողջական մոլեկուլներից, որոնք միասին պահվում են վան դեր Վալսի ուժերով կամ ջրածնային կապերով, որոնք նկատելիորեն ավելի թույլ են, քան կովալենտային կապերը հենց մոլեկուլներում: Հետևաբար, մոլեկուլը, նույնիսկ լինելով կոլեկտիվի անդամ, պահպանում է որոշակի մեկուսացում և անհատական ​​հատկություններ։ Պոլիմերների հիմնական առանձնահատկությունը նրանց մակրոմոլեկուլների շղթայական կառուցվածքն է, որն ապահովում է նրանց ճկունությունը։ Մոլեկուլների ճկունություն, այսինքն. պոլիմերների բոլոր բնորոշ հատկությունների հիմքում ընկած է արտաքին մեխանիկական սթրեսի և մի շարք այլ գործոնների ազդեցության տակ իրենց ձևը փոխելու նրանց կարողությունը (կապերի անկյունների դեֆորմացիայի և կապերի պտույտի պատճառով): Առաջին հերթին՝ մակրոմոլեկուլների փոխադարձ կողմնորոշվելու ունակությունը։ Սակայն պետք է նշել, որ վերջինս վերաբերում է միայն գծային պոլիմերներին։ Կան հսկայական քանակությամբ նյութեր, որոնք ունեն բարձր մոլեկուլային քաշ (օրինակ, սպիտակուցներ և այլ կենսաբանական առարկաներ), բայց չունեն պոլիմերների հատուկ հատկություններ, քանի որ ուժեղ ներմոլեկուլային փոխազդեցությունները թույլ չեն տալիս նրանց մակրոմոլեկուլները թեքվել: Ավելին, պոլիմերների բնորոշ ներկայացուցիչը՝ բնական կաուչուկը, հատուկ նյութերի օգնությամբ «խաչ կապված» լինելով (վուլկանացման գործընթաց), կարող է վերածվել պինդ նյութի՝ էբոնիտի, որն ընդհանրապես պոլիմերային հատկությունների նշաններ չի ցույց տալիս։

Պոլիմերներում Rehbinder էֆեկտը դրսևորվում է շատ յուրահատուկ ձևով։ Ադսորբցիոն ակտիվ հեղուկում նոր մակերեսի առաջացումն ու զարգացումը նկատվում է ոչ միայն ոչնչացման ժամանակ, այլ շատ ավելի վաղ՝ անգամ պոլիմերային դեֆորմացիայի գործընթացում, որն ուղեկցվում է մակրոմոլեկուլների կողմնորոշմամբ։

Նկ.2. Պոլիէթիլենային տերեֆտալատի նմուշների տեսքը ձգված օդում (ա) և կլանման ակտիվ միջավայրում (n-պրոպանոլ) (b):

rebinder պոլիմերային մետաղի ամրությունը

Նկար 2-ը ցույց է տալիս լավսանի երկու նմուշների պատկերներ, որոնցից մեկը ձգվել է օդում, իսկ մյուսը՝ կլանման ակտիվ հեղուկում: Պարզ երեւում է, որ առաջին դեպքում նմուշում վիզ է հայտնվում։ Երկրորդ դեպքում թաղանթը չի նեղանում, այլ դառնում է կաթնային սպիտակ և ոչ թափանցիկ։ Դիտարկվող սպիտակեցման պատճառները պարզ են դառնում մանրադիտակային հետազոտությունից հետո։

Նկ.3. Ն-պրոպանոլում դեֆորմացված պոլիէթիլենային տերեֆտալատի նմուշի էլեկտրոնային միկրոգրաֆիա: (Խոշորացում 1000)

Միաձույլ թափանցիկ պարանոցի փոխարեն պոլիմերում ձևավորվում է եզակի ֆիբրիլային-ծակոտկեն կառուցվածք, որը բաղկացած է մակրոմոլեկուլների (ֆիբրիլներ) թելային ագրեգատներից, որոնք բաժանված են միկրոփոսիկներով (ծակոտիներով): Այս դեպքում մակրոմոլեկուլների փոխադարձ կողմնորոշումը ձեռք է բերվում ոչ թե միաձույլ պարանոցում, այլ մանրաթելերի ներսում։ Քանի որ մանրաթելերը բաժանված են տարածության մեջ, նման կառույցը պարունակում է հսկայական քանակությամբ միկրովոյներ, որոնք ինտենսիվորեն ցրում են լույսը և պոլիմերին տալիս են կաթնային սպիտակ գույն: Ծակոտիները լցված են հեղուկով, ուստի տարասեռ կառուցվածքը պահպանվում է նույնիսկ դեֆորմացնող սթրեսը հեռացնելուց հետո։ Ֆիբրիլային-ծակոտկեն կառուցվածքը հայտնվում է հատուկ գոտիներում և, քանի որ պոլիմերը դեֆորմացվում է, այն գրավում է աճող ծավալ: Մանրադիտակային պատկերների վերլուծությունը հնարավորություն տվեց պարզել մոլորության ենթարկված պոլիմերի կառուցվածքային վերադասավորումների առանձնահատկությունները (նկ. 4):

Նկ.4. Սխեմատիկ պատկերացում պոլիմերի մոլեգնման առանձին փուլերի.

Ծագելով ցանկացած թերությունից (կառուցվածքի անհամասեռություն), որոնք առատ են ցանկացած իրական պինդի մակերևույթի վրա, մոլախոտերը աճում են ձգվող պոլիմերի ամբողջ խաչմերուկում առաձգական լարվածության առանցքի ուղղությամբ նորմալ ուղղությամբ՝ պահպանելով հաստատուն և շատ փոքր ( ~1 մկմ) լայնություն։ Այս առումով դրանք նման են ճշմարիտ կոտրվածքային ճաքերին: Բայց երբ մոլուցքը «կտրում է» պոլիմերի ամբողջ խաչմերուկը, նմուշը չի բաժանվում առանձին մասերի, այլ մնում է մեկ ամբողջություն: Դա պայմանավորված է նրանով, որ նման յուրահատուկ ճեղքի հակառակ եզրերը միացված են կողմնորոշված ​​պոլիմերի ամենաբարակ թելերով (նկ. 3): Ֆիբրիլային գոյացությունների չափերը (տրամագիծը), ինչպես նաև դրանք բաժանող միկրոփողերը 1–10 նմ են։

Երբ մոլախոտերի հակառակ պատերը միացնող մանրաթելերը բավական երկար են դառնում, սկսվում է դրանց միաձուլման գործընթացը (այս դեպքում մակերեսի մակերեսը նվազում է, նկ. 5): Այլ կերպ ասած, պոլիմերը յուրօրինակ կառուցվածքային անցում է կատարում չամրացված կառուցվածքից դեպի ավելի կոմպակտ կառուցվածք, որը բաղկացած է մանրաթելերի խիտ փաթեթավորված ագրեգատներից, որոնք ուղղված են ձգվող առանցքի ուղղությամբ:

Նկ.5. Դիագրամ, որը ցույց է տալիս պոլիմերային կառուցվածքի փլուզումը, որը տեղի է ունենում ադսորբցիոն ակտիվ հեղուկում դեֆորմացիայի մեծ արժեքների դեպքում, ձգման տարբեր փուլերում

Գոյություն ունի մոլեկուլները ադսորբցիայի միջոցով տարանջատելու մեթոդ այն լուծույթներից, որոնք ունակ են ներթափանցել տվյալ չափի ծակոտիները (մոլեկուլային մաղի էֆեկտ): Քանի որ ծակոտիների չափը կարելի է հեշտությամբ կարգավորել՝ փոխելով ներծծման ակտիվ միջավայրում պոլիմերային երկարացման աստիճանը (օգտագործելով Rebinder էֆեկտը), ընտրովի կլանումը հեշտ է հասնել: Կարևոր է նշել, որ գործնականում օգտագործվող ադսորբենտները սովորաբար փոշի կամ հատիկավոր են, որոնք լցված են տարբեր տեսակի տարաներով (օրինակ՝ նույն գազի դիմակի սորբենտը): Օգտագործելով Rehbinder էֆեկտը, հեշտ է ստանալ թաղանթ կամ մանրաթել՝ նանոմետրիկ ծակոտկենությամբ: Այլ կերպ ասած, հեռանկարը բացվում է կառուցվածքային նյութ ստեղծելու համար, որն ունի օպտիմալ մեխանիկական հատկություններ և միևնույն ժամանակ արդյունավետ սորբենտ է:

Օգտագործելով Rebinder էֆեկտը, տարրական եղանակով (պարզապես ձգելով պոլիմերային թաղանթը ադսորբցիոն ակտիվ միջավայրում), հնարավոր է գրեթե ցանկացած սինթետիկ պոլիմերների հիման վրա ծակոտկեն պոլիմերային թաղանթներ պատրաստել: Նման թաղանթների ծակոտիների չափերը կարելի է հեշտությամբ կարգավորել՝ փոխելով պոլիմերի դեֆորմացիայի աստիճանը, ինչը հնարավորություն է տալիս արտադրել տարանջատող թաղանթներ՝ գործնական խնդիրների լայն տեսականի լուծելու համար:

Պոլիմերներում Rebinder էֆեկտը մեծ կիրառական ներուժ ունի: Նախ, ադսորբցիոն ակտիվ հեղուկում պոլիմերը պարզապես արդյունահանելով, հնարավոր է ձեռք բերել մի շարք պոլիմերային սորբենտներ, տարանջատող թաղանթներ և լայնակի ռելիեֆով պոլիմերային արտադրանքներ, և, երկրորդ, Rehbinder էֆեկտը գործընթացի քիմիկոսին տալիս է ունիվերսալ. պոլիմերների մեջ փոփոխող հավելումների ներմուծման շարունակական մեթոդ:

Օգտագործված նյութերի ցանկ

• 1. www.rfbr.ru/pics/28304ref/file.pdf
• 2. www.chem.msu.su/rus/teaching/colloid/4.html
• 3. http://femto.com.ua/articles/part_2/3339.html
• 4. Խորհրդային մեծ հանրագիտարան. Մ.: Սովետական ​​հանրագիտարան, 1975, հատ.
• 5. http://him.1september.ru/2003/32/3.htm
• 6. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00065/40400.htm
• 7. http://www.nanometer.ru/2009/09/07/rfbr_156711/PROP_FILE_files_1/rffi4.pdf
• 8. http://ru.wikipedia.org/wiki/Rebinder_Effect