CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 5.1 Cơ chế làm nguội khi tôi trong dung dịch polyme PVP và PAG
5.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ polyme đến độ nhớt của dung dịch tô
Độ nhớt của dung dịch tôi là thông số quan trọng ảnh hưởng đến khả năng làm nguội của môi trường tôi. Thông thường độ nhớt của dung dịch càng lớn thì tốc độ nguội của dung dịch càng nhỏ. Đặc biệt ở giai đoạn đối lưu của quá trình làm nguội, độ nhớt của dung dịch tôi ảnh hưởng mạnh đến tốc độ nguội trong giai đoạn này. Một ví dụ điển hình là độ nhớt của dầu (128 mPa.s) lớn hơn rất nhiều so với nước (3,1 mPa.s) nên khi tơi trong dầu thì tốc độ nguội nhận được thấp hơn nhiều so với nước và tốc độ nguội ở giai đoạn đối lưu khi làm nguội trong dầu là rất nhỏ nên ứng suất và biến dạng trên chi tiết tôi được giảm nhiều.
Trên cơ sở đó, trong nghiên cứu này, dung dịch PVP sau khi được pha chế với các nồng độ 2, 4, 6 và 8% và dung dịch PAG sau khi được pha chế với các nồng độ 5, 10, 15, 20% đều được mang đi đánh giá độ nhớt.
Kết quả đo độ nhớt của dung dịch PVP với các nồng độ khác nhau được thể hiện trong bảng 5.2 và hình 5.6. Kết quả cho thấy khi tăng nồng độ của PVP trong dung dịch thì độ nhớt của dung dịch cũng tăng. Khi nồng độ PVP trong dung dịch tăng từ 2 đến 4 % thì độ nhớt của dung dịch tăng 44,5%, như vậy khi nồng độ tăng lên gấp đơi thì độ nhớt của dung dịch cũng tăng một lượng xấp xỉ tương ứng với nồng độ. Đối với dung dịch PVP 6% độ nhớt đo được tương đối lớn và tăng 91% so với dung dịch PVP 2%. Dung dịch PVP 8% có độ nhớt lớn là 101,55 mPa.s và với độ nhớt này thì dung dịch PVP 8% gần với độ nhớt của loại dầu tôi sử dụng trong nghiên cứu (128 mPa.s).
Bảng 5.2 Độ nhớt của dung dịch PVP ở các nồng độ khác nhau
Dung dịch tôi PVP 2% PVP 4% PVP 6% PVP 8%
Hình 5.6 Độ nhớt của dung dịch tơi polyme PVP ở các nồng độ
Độ nhớt của dung dịch PAG ở các nồng độ khác nhau được thể hiên trong bảng 5.3 và hình 5.7. Từ kết quả ta thấy, nồng độ PAG trong dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch cũng tăng. Độ nhớt của dung dịch PAG 5% cao hơn so với nước khoảng 22%. Khi tăng nồng độ PAG từ 5% đến 20% độ nhớt của dung dịch tăng khoảng 44%.
Bảng 5.3 Độ nhớt của dung dịch polyme PAG ở các nồng độ khác nhau
Dung dịch tôi PAG 5% PAG 10% PAG 15% PAG 20% Nước
Độ nhớt (mPa.s) 3,78 4,62 5,04 5,88 3,1
Hình 5.7 Độ nhớt của dung dịch tôi polyme PAG ở các nồng độ
Như vậy đối với cả hai dung dịch polyme PAG và PVP, khi tăng nồng độ polyme trong dung dịch thì độ nhớt của dung dịch cũng tăng. Nhưng dung dịch PVP có độ nhớt lớn hơn rất nhiều so với dung dịch PAG ở cùng nồng độ. Cụ thể, dung dịch PVP 2% có độ nhớt đo được là 6,44 mPa.s và lớn hơn cả độ nhớt của dung dịch PAG 20%. Thơng thường độ nhớt của dung dịch tăng thì tốc độ nguội của dung dịch giảm. Như vậy khi tăng nồng độ polyme trong dung dịch thì tốc độ nguội giảm. Do đó, đối với dung dịch PAG để đạt được tốc độ nguội nhỏ cần phải hòa tan một lượng polyme lớn hơn so với dung dịch PVP. Mặt khác từ kết quả nhận được ta thấy, dung dịch PVP có độ nhớt lớn và có thể đạt được đến mức độ nhớt như của dầu, nên dung dịch PVP có thể sẽ đạt được tốc độ nguội nhỏ trong vùng chuyển biến mactenxit như dầu. Vì tốc độ nguội trong vùng
6.44 11.64 67.65 101.47 0 20 40 60 80 100 120 PVP 2% PVP 4% PVP 6% PVP 8% Độ nhớt (mPa.s) 3.78 4.62 5.04 5.88 3.1 0 1 2 3 4 5 6 7
PAG 5% PAG 10% PAG 15% PAG 20% Nước
chuyển biến mactenxit phụ thuộc rất nhiều vào độ nhớt của dung dịch. Trong khi đó dung dịch PAG có độ nhớt thấp hơn rất nhiều so với dầu nên dù ở nồng độ lớn thì dung dịch cũng khó có thể đạt được tốc độ nguội trong vùng chuyển biến mactenxit tương tự như dầu. Để làm rõ hơn vấn đề này, trong phần tiếp theo tác giả sẽ tiến hành đo đạc tốc độ nguội của các dung dịch polyme ở các nồng độ khác nhau.