动态条件下PCC/PEG分散体系的剪切增稠及耗能行为

摘要

采用AR2000ex流变仪对沉淀碳酸钙(PCC)在聚乙二醇(PEG200,平均相对分子质量为200)分散体系中进行动态扫描实验,研究不同固定频率条件下该分散体系的应变剪切增稠及耗能行为.应力一应变曲线(LISSAJOUS曲线)及其归一化曲线表明,在固定频率下随着应变增大,LISSAJOUS曲线围成的面积增大,即体系消耗的能量增大,同时分散体系由线性粘弹性体系转变非线性粘弹性体系.分散体系消耗的能量Ed与应变幅度(γmax)满足以下关系:Ed=K(γmax)α,在剪切变稀区内α≈2,在剪切增稠区内α远大于2.另外还研究了频率(ω)对体系消耗能量Ed的影响,并确立了剪切增稠区的耗能指数(α)与频率(ω)的关系为α∝ω0.23∝0.01.这种临时的,亚稳定的"粒子簇"导致可逆的剪切增稠,而这种长大的"粒子簇"阻碍体系的流动,从而使之需要额外的能量.