l o : chiãưu di ca máùu ban âáưu. Cäng tiãu täún (hay hon lải) khi máùu dn ra (hay co lải) mäüt âoản dl âỉåüc biãøu diãøn bàòng phỉång trçnh: V dlF l dl S F d o . == εσ V: thãø têch máùu. S: tiãút diãûn ngang ca máùu. Têch phán thỉï nháút: cäng tiãu täún ca quạ trçnh kẹo càng máùu (bàòng ngoải lỉûc tênh cho mäüt âån vë thãø têch máùu co lải). Têch phán thỉï hai: cäng hon lải khi máùu co. trỉåìng håüp ny cäng cọ giạ trë ám do khi máùu co lải s sn sinh ra cäng. Täøng hai têch phán trãn (hay chênh l diãûn tiọch vng trãø) cho ta hiãûu säú nàng lỉåüng tiãu hao v hon lải. Diãûn têch vng trãø cng låïn thç nàng lỉåüng cn lải trong máùu biãún dảng cng låïn. Nàng lỉåüng dỉ khäng hon lải ny chè cọ thãø biãún thnh nhiãût. Lỉåüng nhiãût ny cọ thãø l mäüt trong nhỉỵng ngun nhán gáy lo hoạ trong quạ trçnh sỉí dủng Polymer. III. Quạ trçnh häưi phủc v cáúu trục Polymer: Trong mä üt Polymer cọ nhiãưu dảng cáúu trục trãn phán tỉí khạc nhau v âäü linh âäüng ca cạc cáúu trục ny cng khạc nhau do âọ trong mäüt máùu Polymer s täưn tải nhiãưu quạ trçnh häưi phủc khạc nhau xy ra cng mäüt lục våïi thåìi gian häưi phủc khạc nhau. Do thåìi gian häưi phủc ca Polymer låïn nãn thỉûc tãú Polymer khäng nàòm trong trảng thại cán bàòng. Chênh âiãưu ny gáy ra sỉû biãún âäøi tênh cháút ca Polymer theo thåìi gian theo xu hỉåïng tråí vãư trảng thại cán bàòng. Vç váûy trong quạ trçnh gia cäng Polymer phi chụ âãún âàûc trỉng häưi phủc ny âãø trạnh cạc hiãûn tỉåüng nỉït, våỵ, kêch thỉåïc khäng ph håüp. ♣2. CẠC QUY LÛT BIÃÚN DẢNG CÅ BN CA POLYMER Cọ 3 quy lût biãún dảng cå bn ca Polymer: biãún dảng ân häưi, biãún dảng mãưm cao v biãún dảng do (chy) I. Biãún dảng ân häưi: 1. Âàûc trỉng ca biãún dảng ân häưi: Trong khi biãún dảng: - Tráût tỉû sàõp xãúp ca cạc phán tỉí khäng âäøi - Chè lm thay âäøi khong cạch giỉỵa cạc ngun tỉí hồûc phán tỉí do âọ thãø têch thay âäøi v näüi nàng thay âäøi (tàng lãn) - Do näüi nàng thay âäøi nãn gọc hoạ trë bë biãún dảng v cạc liãn kãút bë kẹo càng. - Khi gii phọng lỉûc thç biãún dảng máút âi nhanh chọng do näüi nàng máút âi nhanh. Nhỉ váûy biãún dảng ân häưi l biãún dảng thûn nghëch. - Biãún dảng â n häưi cọ giạ trë ε nh. 2. Sỉû phủ thüc ca cạc lỉûc tạc dủng tỉång häù trong váût ràõn vo khong cạch r giỉỵa cạc phán tỉí: Giỉỵa cạc phán tỉí ràõn ln täưn tải cạc lỉûc hụt v lỉûc âáøy: F hụt = r a − F âáøy = + n r b Trong âọ: a,b: hàòng säú n: chè säú lu thỉìa. Âọi våïi cạc tinh thãø ion n=7 ÷11 Tỉì biãøu thỉïc ta tháúy lỉûc âáøy chè cọ tạc dủng trong khong r bẹ Tỉì âäư thë ta tháúy khi gim r thç lỉûc hụt tàng v âảt cỉûc âải tải r = r m (F m ỉïng våïi r m gi l âäü bãưn l thut) Tiãúp tủc gim r thç lỉûc hụt gim. Âãún khi r = r 0 thç lỉûc hụt cán bàòng våïi lỉûc âáøy. Âáy l âiãưu kiãûn cán bàòng bãưn vỉỵng ca hãû thäúng. Tải âáy mún cạc phán tỉí gáưn nhau hån thç phi tạc dủng mäüt lỉûc låïn hån lỉûc âáøy (nẹn) v ngỉåüc lải mún cạc phán tỉí xa nhau hån thç phi tạc dủng mäüt lỉûc låïn hån lỉûc hụt (kẹo). - Âãø phạ hu hãû thäúng thç cáưn mäüt lỉûc låïn hån F m (lm cho cạc phán tỉí ráút xa nhau). - Tỉì âäư thë ta tháúy tải r 0 thç nàng lỉåüng ca hãû thäúng âảt cỉûc tiãøu. - Cäng cáưn thiãút âãø tạch cạc phán tỉí ráút xa nhau bàòng E m . (E m gi l âäü sáu ca häú thãú nàng). - Cng tỉì âäư thë ta tháúy sỉû thay âäøi khong cạch theo mäüt hỉåïng báút k s gáy ra sỉû máút cán bàòng giỉỵa lỉûc hụt v lỉûc âáøy trong hãû thäúng (tỉïc l xút hiãûn lỉûc). Cạc lỉûc ny cọ khuynh hỉåïng khäi phủc lải khong cạch ban âáưu do âọ biãún dảng âỉåüc khäi phủc nhanh chọng. - Âäúi våïi cạc tinh thãø l tỉåíng thç E m âäưng nháút do âọ biãún dảng ân häưi åí tinh thãø l tỉåíng l åí trảng thại cán bàòng. Trảng thại ny sinh ra do sỉû thay âäøi khong cạch giỉỵa cạc phán tỉí dỉåïi tạc dủng ca ngoải lỉûc. Khi gii phọng lỉûc thç biãún dảng hon ton máút. 3. Quan hãû giỉỵa biãún dảng ân häưi v ỉïng sút: Quan hãû giỉỵa biãún dảng ân häưi v ỉïng sút âỉåüc biãøu diãùn bàòng âënh lût Hooke Lỉûc âáøy Lỉûc hụt r m r o F m F Lỉûc hụt N àng lỉåüng âáøy N àng lỉåüng hụt Täøng cäüng +E -E E m r r = E . l l = E = E : mọ õun õaỡn họửi l : õọỹ daợn daỡi sau khi keùo l : chióửu daỡi mỏựu Tổỡ phổồng trỗnh suy ra quan hóỷ giổợa vaỡ laỡ quan hóỷ tuyóỳn tờnh E = = tg E: bióứu dióựn khaớ nng chọỳng laỷi bióỳn daỷng cuớa vỏỷt lióỷu. E caỡng lồùn suy ra bióỳn daỷng caỡng nhoớ. - Yẽ nghộa vỏỷt lyù cuớa E : E = = l l . Khi l = l suy ra E = Vỏỷy giaù trở cuớa E bũng giaù trở cuớa ổùng suỏỳt taùc duỷng lón vỏỷt õóứ vỏỷt giaớn nồớ gỏỳp hai lỏửn ban õỏửu. Tuy nhión õọỳi vồùi mọỹt sọỳ vỏỷt lióỷu thỗ hóỷn tổồỹng naỡy coù thóứ khọng coù do giồùi haỷn bóửn nhoớ hồn giồùi haỷn õaỡn họửi. (%) õaỡn họửi 1 2 1: vỏỷt lióỷu phaù huyợ doỡn õổùt < õaỡn họửi 2: vỏỷt lióỷu deợo (phỏửn lồùn chỏỳt deợo) - Âäúi våïi váût ràõn l tỉåíng åí biãún dảng ân häưi nọ åí trảng thại cán bàòng v khi thạo lỉûc thç biãún dảng máút âi nhanh chọng våïi täúc âäü gáưn bàòng våïi täúc âäü tiãún âäüng. - Váût ràõn thỉûc åí biãún dảng ân häưi váût liãûu khäng âảt âỉåüc trảng thại cán bàòng v âäü biãún dảng (ε) phủ thüc vo nhiãût âäü, váûn täúc tạc dủng lỉûc. + Váûn täúc tạc dủng lỉûc låïn (tạc dủng âäüng) thçâäü biãún dảng ân häưi bẹ + Váûn täúc tạc dủng lỉûc bẹ (tạc dủng ténh) thç däü biãún dảng ân häưi låïn (E gim). + Nhiã ût âäü gim tỉång âỉång våïi váûn täúc tạc dủng lỉûc låïn. + Tàng nhiãût âäü tỉång âỉång våïi váûn täúc tạc dủng lỉûc bẹ (do tàng mỉïc âäü dao âäüng v gim lỉûc tỉång tạc giỉỵa cạc tinh thãø) - Biãún dảng ân häưi xy ra do xút hiãûn cạc lỉûc tạc dủng hụt hồûc âáøy giỉỵa cạc phán tỉí trong váût thãø nãn ngỉåìi ta nọi biãún dảng ân häưi cọ bn cháút nàng lỉåüng. - Khi bë biãún dảng nhiãût âäü ca tinh thãø gim. Sau khi gii phọng lỉûc v hçnh dảng khäi phủc lải thç nhiãût âäü tàng lãn lải. - Biãún dảng ân häưi chè xy ra åí nhiãût âäü nh hån nhiãût âäü hoạ thu tinh. II. Biãún dảng do: 1. Kha ïi niãûm v âàûc âiãøm ca biãún dảng do (biãún dảng chy): Biãún dảng chy l biãún dảng khäng thûn nghëch v cọ ε tàng nhanh khi σ tàng cháûm. Âàûc trỉng ca biãún dảng chy: - Thay âäøi tráût tỉû sàõp xãúp ban âáưu - Khäng thay âäøi khong cạch giỉỵa cạc phán tỉí trong sút quạ trçnh biãún dảng, do âọ thãø têch riãng khäng âäøi v biãún thiãn näüi nàng bàòng 0. Vç váûy máùu khäng tråí vãư trảng thại ban âáưu sau khi gii phọng lỉûc. Nhỉ váûy biãún dảng do l biãún dảng khäng thûn nghëch Trong quạ trçnh biãún dảng do, váûn täúc biãún dảng phủ thüc vo âäü låïn ca lỉûc näüi ma sạt xút hiãû n trong máùu 2. Hóỷ sọỳ Poatxong: = à : bióỳn daỷng tổồng õọỳi theo chióửu ngang cuớa mỏựu : bióỳn daỷng tổồng õọỳi theo chióửu doỹc cuớa mỏựu Khi bióỳn daỷng deớo thỗ à = 0,5 (vỗ trong bióỳn daỷng deớo thỗ thóứ tờch khọng õọứi nón à = 0,5) Caùc vỏỷt lióỷu coù à < 0,5 seợ coù mọỹt khoaớng bióỳn daỷng õaỡn họửi III. Bióỳn daỷng móửm cao: Khi keùo mọỹt mỏựu cao su vaỡ mọỹt mỏựu theùp thỗ ta coù õổồỡng cong bióỳn daỷng nhổ sau: - ọỳi vồùi theùp chố xaớy ra hai bióỳn daỷng: bióỳn daỷng õaỡn họửi, bióỳn daỷng chaớy vaỡ coù giồùi haỷn õaỡn họửi roợ róỷt (250 N/mm 2 ) - ọỳi vồùi cao su õổồỡng cong bióỳn daỷng coù thóứ chia laỡm 3 õoaỷn ổùng vồùi 3 loaỷi bióỳn daỷng: bióỳn daỷng õaỡn họửi, bióỳn daỷng móửm cao vaỡ bióỳn daỷng chaớy. I II III (%) I : bióỳn daỷng õaỡn họửi II : bióỳn daỷng móửm cao III : bióỳn da ỷ n g deớo Theùp Cao su 250 2 mm N - Âàûc trỉng ca biãún dảng mãưm cao: + Biãún dảng mãưm cao cọ σ tàng cháûm khi ε tàng nhanh hån so våïi biãún dảng ân häưi. + Biãún dảng mãưm cao chè xy ra âäúi våïi polymer */ Ngun nhán ca biãún dảng mãưm cao l do chuøn âäüng nhiãût ca âoản mảch, màõc xêch v phán tỉí (do âọ khi nhiãût âäü tàng, cng σ thç ε tàng). 1.Âàûc âiãøm ca biãún dảng mãưm cao: - Biãún dảng mãưm cao giäúng biãún dảng ân häưi: thûn nghëch - Biãún dảng mãưm cao giäúng biãún dảng mãưm do : Khong cạch giỉỵa cạc phán tỉí khäng âäøi suy ra V riãng suy ra , cọ sỉû thay âäøi vãư hçnh thại sàõp xãúp (do chuøn âäüng nhiãû t). Do váûy, bn cháút ca biãún dảng mãưm cao l sỉû chuøn âäüng nhiãût. Vç biãún dảng mãưm cao l do chuøn âäüng nhiãût nãn nọ mang bn cháút âäüng nàng. - Biãún dảng ân häưi xy ra tỉïc thåìi våïi ỉïng sút cn biãún dảng mãưm cao thç phạt triãøn cháûm hån so våïi ỉïng sút (cáưn phi cọ thåìi gian) - Hiãûu ỉïng nhiãût âäü ca mãưm cao ngỉåüc dáúu våïi biãún dảng ân häưi + Biãún dảng ân häưi: kẹo : ∆V > 0 ⇒ lảnh thạo: ∆V = 0 ⇒ nọng lãn + Biãún dảng mãưm cao ngỉåüc lải: tàng nhiãût âäü v tàng ε thç nhiãût âäü máùu tàng. - Trong khong biãún dả ng ny E khäng cn l hàòng säú m phủ thüc vo thåìi gian. Tuy nhiãn háưu nhỉ âäúi våïi cạcσ khạc nhau giạ trë ca E nh (≈ 0,02 kg/mm 2 ). Biãún dảng mãưm cao chè xy ra åí khong nhiãût âäü xạc âënh gi l khong nhiãût âäü mãưm cao. Nãúu nhiãût âäü låïn hån khong nhiãût âäü mãưm cao thç chè cọ biãún dảng chy. 2. Mäúi quan hãû giỉỵa biãún dảng mãưm cao v cáúu trục ca polymer: Âãø cọ biãún dảng mãưm cao thç phi cọ 2 âiãưu kiãûn: - Cạc dy phán tỉí phi â mãưm do. - Hçnh dảng ca cạc phán tỉí cọ kh nàng thay âäøi dãù dng. Âäúi våïi cạc polymer khäng phán cỉûc nhỉ: polyizopren, polybutadien, chụng cọ âäü mãưm do nhiãût âäüng v kh U = const µ = 0,5 nng bióỳn daỷng móửm cao, vỗ thóỳ caùc polymer naỡy thóứ hióỷn traỷng thaùi móửm cao ngay ồớ nhióỷt õọỹ thổồỡng. ọỳi vồùi caùc polymer coù õọỹ phỏn cổỷc lồùn thỗ mổùc õọỹ phaùt trióứn bióỳn daỷng chỏỷm, do õoù chuùng khọng thóứ hióỷn bióỳn daỷng móửm cao ồớ nhióỷt õọỹ thổồỡng. Nóỳu gia nhióỷt õọỹ lón nhióỷt õọỹ > T g thỗ chuùng seợ chuyóứn sang traỷng thaùi móửm cao nhổng do coù sổỷ tổồng taùc lồùn giổợa caùc phỏn tổớ nón quaù trỗnh họửi phuỷc cuớa chuùng bở caớn trồớ maỷnh. Do õoù cỏửn phaới coù thồỡi gian õóứ khọi phuỷc hỗnh daỷng. Quaù trỗnh họửi phuỷc cuợng bở caớn trồớ bồới caùc nhoùm thóỳ coù kờch thổồùc lồùn (PS, polybutadien-styren). - ọỳi vồùi caùc polymer coù mỏỷt õọỹ lión kóỳt ngang thỏỳp thỗ vỏựn thóứ hióỷn õỷc õióứm móửm cao. Nhổng trong caùc polymer naỡy sổỷ chaớy bở haỷn chóỳ. Khi tng mỏỷt õọỹ lión kóỳt ngang thỗ el , giaớm - Trong traỷng thaùi móửm cao vỏựn tọửn taỷi caùc cỏỳu truùc trón phỏn tổớ nón bióỳn daỷng móửm cao coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo khaớ nng uọỳn cong cuớa caùc cỏỳu truùc naỡy. Chỉång III: CẠC TRẢNG THẠI CA POLYMER VÄ ÂËNH HÇNH I/.Trảng thại mãưm cao: 1. Khại niãûm: Trảng thại mãưm cao ca polymer vãư hçnh thỉïc giäúng trảng thại lng åí mäüt säú âàûc âiãøm. Vê dủ: âäü chëu nẹn ca nọ gáưn våïi cháút lng v hãû säú gin nåí thãø têch ca cao su nàòm trung gian giỉỵa trảng thại lng v trảng thại ràõn. Hãû säú gin nåí V Âäü chëu nẹn (cm 2 /dyne) Khê 4.10 -3 10 -6 n-hexan 11.10 -4 16.10 -11 Cao su 6.6. 10 -4 5,1. 10 -11 Cháút ràõn (sàõt) 3. 10 -5 7. 10 -13 Tuy nhiãn trảng thại mãưm cao cọ nhỉỵng âàûc âiãøm riãng ca nọ. Do âọ, nọ âỉåüc xem l mäüt trảng thại váût l âàûc biãût chè cọ åí polymer v âỉåüc âàûc trỉng båíi kh nàng thay âäøi v häưi phủc hçnh dảng låïn dỉåïi tạc dủng ca mäüt lỉûc nh. Biãún dảng thûn nghëch nhỉ váûy gi l biãún dảng mãưm cao. Do quạ trçnh häưi phủc ca polymer trong trảng thại ny cháûm nãn trảng thại mãưm cao l trảng thại khäng cán bàòng. 2. L thuút nhiãût âäüng ca biãún dảng mãưm cao: a/ Âàûc váún âãư: */ Cao su l tỉåíng: L nhỉỵng váût cháút cọ thãø cọ âäü biãún dảng thûn ngëch cao nhỉng khäng thay âäøi thãø têch dỉåïi tạc dủng ca mäüt ngoải lỉûc nh. Biãún dảng åí cao su l tỉåíng dỉåïi tạc dủng ca mäüt ngoải lỉûc nh l biãún dảng mãưm cao. Åí trảng thại mãưm cao ca cao su l tỉåíng (chè täưn tải biãún dảng mãưm cao) giäúng trảng thại ân häưi ca khê åí mäüt säú âàûc âiãøm: - Entropi thay âäøi - Biãún dảng tàng khi nhiãût âäü tàng - E nh v mang bn cháút âäüng hc. Do âọ cọ thãø ạp dủng cạc phỉång trçnh nhiãût âäüng ca khê cho biãún dảng mãưm cao b/ Phỉång trçnh nhiãût âäüng ca biãún dảng mãưm cao: Quạ trçnh thûn nghëch xy ra khi thãø têch v nhiãût âäü khäng âäøi thç sỉû thay âäøi nàng lỉåüng tỉû do s liãn quan âãún näüi nàng v Entropi theo biãøu thỉïc: dF = dU - T. dS Màût khạc dF = δA δA: cäng hỉỵu êch dng lm biãún dảng hãû thäúng. Nãúu l cäng kẹo máùu thç δA = f .dl Trong âọ: f : lỉûc dl: âäü gin di ca máùu ⇒ f . dl = dU - T . dS ⇔ f = TT l S T l U )()( ∂ ∂ − ∂ ∂ Tỉì phỉång trçnh suy ra lỉûc tạc dủng lãn Polymer mãưm cao lm thay âäøi näüi nàng v Entropi. - Âäúi våïi sỉû biãún dảng ca tinh thãø l tỉåíng thç sỉû thay âäøi sỉû sàõp xãúp ca cạc ion hồûc ngun tỉí ráút nh cọ thãø b qua ⇒ 0)( = ∂ ∂ T l S ⇒ f = T l U )( ∂ ∂ Váûy cäng ca ngoải lỉûc biãún dảng chè lm thay âäøi näüi nàng suy ra biãún dảng ca tinh thãø l tỉåíng chè cọ biãún cháút nàng lỉåüng. - Âäúi våïi cao su l tỉåíng do khäng thay âäøi näüi nàng nãn 0)( = ∂ ∂ T l U [...]... riãng l m cn båíi sỉû biãún dảng ca cạc cáúu trục trãn phán tỉí 3 Cạc úu täú nh hỉåíng âãún quạ trçnh häưi phủc åí trảng thại mãưm cao: a/ nh hỉåíng ca thåìi gian tạc dủng lỉûc v nhiãût âäü vo váûn täúc ca quạ trçnh häưi phủc: Thåìi gian häưi phủc âỉåüc tênh theo cäng thỉïc: ∆U τ = τ 0 e RT τ 0 : thåìi gian ca mäüt giao âäüng ca ngun tỉí ≈ 10- 13( s) ∆U: nàng lỉåüng hoảt âäüng biãún dảng mãưm cao Khi∆U cng... cng bẹ v nhiãût âäü cng cao thç τ cng gim Âãø biãút r sỉû phủ thüc ny ta xẹt sỉû phủ thüc ca biãún dảng vo thåìi gian åí cạc nhiãût âäü khạc nhau ca cao su lỉu hoạ mãưm nhỉ sau: -120 - 230 ε 7-600C εel , ∞ -400 -210 -32 0 -700 (τ ) Tỉì âäư thë ta tháúy åí khong 6÷70 C thç biãún dảng tàng chåïp nhoạng âãún εel , ∞ nhỉng åí 0 70 C thç thỉûc tãú cao su khäng âảt âỉåüc biãún dảng mãưm cao cán bàòng Trãn . mäüt trong nhỉỵng ngun nhán gáy lo hoạ trong quạ trçnh sỉí dủng Polymer. III. Quạ trçnh häưi phủc v cáúu trục Polymer: Trong mä üt Polymer cọ nhiãưu dảng cáúu trục trãn phán tỉí khạc nhau v âäü. trong mäüt máùu Polymer s täưn tải nhiãưu quạ trçnh häưi phủc khạc nhau xy ra cng mäüt lục våïi thåìi gian häưi phủc khạc nhau. Do thåìi gian häưi phủc ca Polymer låïn nãn thỉûc tãú Polymer khäng. våỵ, kêch thỉåïc khäng ph håüp. ♣2. CẠC QUY LÛT BIÃÚN DẢNG CÅ BN CA POLYMER Cọ 3 quy lût biãún dảng cå bn ca Polymer: biãún dảng ân häưi, biãún dảng mãưm cao v biãún dảng do (chy) I.