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비 뉴톤 유동 메카니즘에서 틱소트로피 식과 유변 파라메타
Thixotropic Equation and Rheological Parameters on Non-Newtonian Flow Mechanism 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.32 no.3, 2015년, pp.386 - 393  

김남정 (삼육대학교 화학과)

초록
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콜로이드 분산계와 같은 복잡한 물질의 유변성질은 전단 흐름이 일어날 때 비뉴톤 유동현상을 나타낸다. 이들 유변성질은 유동단위의 성질과 유동 세그먼트 사이의 상호작용에 의하여 영향을 받는다. 유동곡선을 이론적인 틱소트로피식에 적용하여 여러 틱소트로피 유동 곡선에 대한 유동파라메타, 완화시간, $({\beta}_2)_0$, 구조적인 요인, $C_2$, 전단 모듈러스, $X_2/{\alpha}_2$을 구하였다. 유변 파라메타의 변화는 비뉴톤 유동, 점도, 유동 세그먼트의 유동 활성화 에너지와 직접적인 관계가 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The rheological properties of complex materials such as colloid dispersion show complicated non-Newtonian flow phenomena when they are subjected to shear flow. These flow properties are controlled by the characteristics of flow units and the interactions among the flow segments. The rheological para...

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  • '으로 표현되며, 이때의 γ는 비례상수이다. 그런데 그 때의 S에 대한 식은 전단 응력에 의해 행해진 단위 시간당 molecular 또는 granular displacement가 전단 속도에 직접적으로 비례한다는 가정으로부터 얻어진 것이다. Strain energy는 activation free energy에 대한 조건에서 disentanglement (앞으로는 D로 약칭)와 entanglement(앞으로는 E로 약칭)사이의 구조적 변화 과정에 따라 달라진다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
정지 상태에서의 안정성은 어떤 요소에 영향을 받는가? 외부에서 힘을 가할때, dilatancy의 경우 구조가 생기는 변화가 일어나는 반면, thixotropy의 경우 구조가 깨지는 변화가 일어난다. 정지 상태에서의 안정성은 입자의 크기, 형태, 표면의 성질, 분산매의 성질 등에 의 한다. dilatancy 계에서는 대체로 입자가 비교적 거칠고 매질의 액체에 의해 젖기 쉬운 것이 유리한 조건인 데 반해, thixotropy 계에서는 대체로 입자가 비교적 작고, 또 평판형, 봉형의 모양을 갖는 것과, 입자간에 응착력이 작용하는 것이 유리한 조건이다.
dilatancy와 thixotropy는 정지 상태에서 어떠한 상태를 보이는가? dilatancy와 thixotropy 모두 기계적 응력에 의해 가역적으로 상태를 바꾸는 현상이다. dilatancy는 정지 상태에서 유체의 상태로 안정해지는 반면, thixotropy 는 정지 상태에서 강체의 상태로 안정해 진다. 또 dilatancy를 나타내는 분산계에서는 입자가 분산 욤매 속에서 침강하여 빽빽한 집합을 이루는데 반해, thixotropy를 나타내는 분산계에서는 입자가 느슨한 집합을 한다.
non-Newtonian 유동현상은 어떤 요소에 의해 영향을 받는가? 계면활성제 미셀이나 콜로이드 분산계는 복잡한 non-Newtonian 유동현상을 나타내며, 이 유동현상은 flow unit들의 구조, 입자크기, 분산정도에 영향을 받는다. 무기물 수용성 현탁계에 있어서는 flow unit 표면의 전기적인 이중층과 zeta potential이 계의 유동에 중요한 인자로 작용한다.
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참고문헌 (12)

  1. I. Wagstaff and C.E. Chaffey, "Shear thin ning and thickening rheology : I. Concentr ated acrylic dispersions", J. Colloid and Int erface Sci., 59, 53 (1977). 

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  3. J. Lin, Z. Wen, Y. Liu, X. Xu, S. Song, N. Li, "Rheological behavior of aqueous polymer-plasticized ${\gamma}-LiAlO_2$ pastes for plastic forming", Ceramics International, 35, 2289 (2009). 

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  7. T. Lemke, F. Bagusat, K. Kohnke, K. Husemann, and H. J. Mogel, "Time dependent viscosity of concentrated alumina suspensions", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 150, 283 (1999). 

  8. J. Mewis and R. de Bleyser, "Dynamic behavior of thixotropic systems", J. Colloid and Interface Sci., 40(3), 360(1972). 

  9. N .J. Kim, "Thixotropic properties of polyacrylamide hydrogels with various synthetic conditions", Journal of the Korean Chemical Society, 50, 447 (2006). 

  10. S. J. Hahn and T. Ree and H. Eyring, "A theory of thixotropy", JNLGI Spokesman, 21, 12(1957). 

  11. S. J. Hahn and T. Ree and H. Eyring, "Flow mechanism of thixotropic substances", JNLGI Spokesman, 23, 129(1959). 

  12. Y. S. Lee and J. Ree and T. Ree, "Effect of zeta-potential on the viscosity of clay-water suspension", Bull. Korean Chem. Soc., 3(3), 83(1982). 

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