научная статья по теме СЕМИНАР “НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ПРОЦЕССОВ И РЕАКТОРОВ” (СОПРЕДСЕДАТЕЛИ: Ю.Д. ТРЕТЬЯКОВ, И.В. МЕЛИХОВ) Химическая технология. Химическая промышленность

Текст научной статьи на тему «СЕМИНАР “НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ПРОЦЕССОВ И РЕАКТОРОВ” (СОПРЕДСЕДАТЕЛИ: Ю.Д. ТРЕТЬЯКОВ, И.В. МЕЛИХОВ)»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, 2010, том 44, № 2, с. 235-236

ХРОНИКА

СЕМИНАР "НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ,

ПРОЦЕССОВ И РЕАКТОРОВ" (сопредседатели: Ю.Д. Третьяков, И.В. Мелихов)

Очередной семинар, состоявшийся 21 мая 2009 г., был посвящен обсуждению роли размерных эффектов в поведении электрореологических жидкостей (ЭРЖ), представляющих собой дисперсии, реологические свойства которых контролируются электрическим полем. При этом наложение внешнего электрического поля, резко повышая вязкость системы, переводит подобные материалы из жидкого состояния в твердое, что обуславливает перспективы их использования в механических устройствах для демп-ферирования колебаний и передачи вращательного момента, а также в некоторых областях робототехники. Обсуждались экспериментальные факты о возможности управления элекрореологическим откликом ЭРЖ на основе разнообразных по составу твердых и жидких фаз с целью получения материалов с заданными эксплуатационными характеристиками.

С докладом "Электрореологически активные на-норазмерные материалы. Золь-гель синтез и нелинейный реологический отклик их суспензий в электрических полях" выступил доктор химических наук профессор А.Г Захаров (директор Института химии растворов РАН, г. Иваново). В докладе был представлен перспективный подход к использованию в ЭРЖ наночастиц диоксида титана и гибридных материалов на его основе, являющихся исходным компонентами для получения электрореологических дисперсий с улучшенными свойствами. Для получения на-нодисперсных материалов на основе диоксида титана был разработан золь-гель метод, позволяющий, варьируя условия синтеза (рН, введение модификатора, параметры УЗ-обработки), получать твердые фазы различной дисперсности, структуры и состава. В качестве диэлектрической жидкости преимущественно использовали силиконовые масла с различной молекулярной массой. Показано, что наибольший электрореологический отклик показывают системы, содержащие диоксид титана, синтезированный в присутствии различных производных целлюлозы, используемых в качестве модификатора. По результатам рентгеновского анализа было определено, что в этом случае имеет место не просто смесь диоксида титана и модификатора, а композиционный (органо-гибридный) материал, состоящий

из частиц с высокой степенью аморфности и размером от 10 до 70 нм. Эти частицы обладают более высокой способностью к поляризации, чем частицы немодифицированного диоксида титана, а их размер обеспечивает повышенные прочностные характеристики ЭРЖ при наложении электрического поля и седиментационную устойчивость в отсутствие поля. Перспективность использования подобных систем, по мнению автора доклада, подтверждается проводимыми в настоящее время разработками модельных демпферных устройств, в которых эффект изменения напряжения сдвига при переходе от систем без наложения поля к ЭРЖ в поле напряженностью 4 кВ/мм приводит к увеличению предела текучести жидкости в 200 раз.

При обсуждении доклада наибольший интерес у участников семинара вызвали нелинейные эффекты, наблюдаемые при исследовании характеристик текучести ЭРЖ в зависимости от напряжения приложенного электрического поля. Эти эффекты подтверждены для целого ряда систем, однако пока не находят своего объяснения в рамках распространенных модельных представлений и математического описания электрореологического эффекта (например, уравнение Бингама—Шведова). Возможная роль размерного фактора в этом случае обсуждалась многими выступающими. В связи с этим были подняты вопросы, касающиеся оптимального размера частиц диоксида титана (И.В. Мелихов, В.Н. Рудин), их морфологии и степени кристалличности (О.А. Шляхтин), влияния на электрореологический отклик межчастичного взаимодействия и состава диэлектрической жидкости (П.Е. Казин, А.О. Шапфев). Обсуждались также вопросы управления свойствами ЭРЖ за счет изменения характера управляющего внешнего электрического поля. А.Л. Николаевым, например, предложено использовать переменные поля. Как отметил А.Г. Захаров, подобные эксперименты проводились, но существенного улучшения характеристик элекрореологического отклика добиться не удалось, что подтверждается и литературными данными. По мнению докладчика, а также ряда других участников семинара, более перспективным следу-

236

БОЖЕВОЛЬНОВ, КОЗЛОВСКАЯ

ет признать предложение С.С. Бердоносова использовать неоднородное электрическое поле, которое может придать разным участкам однородной по составу системы отличные друг от друга реологические свойства. Было отмечено также (А.Л. Николаев), что с помощью данных об электрореологическом отклике, по-видимому, можно решать и обратную задачу — задачу получения дополнительной информации о составе и морфологии изучаемых наносистем. Однако отсутствие достаточно разработанных физико-химических и математических моделей электро-

реологического эффекта не позволяет однозначно интерпретировать экспериментальные данные (А.Г. Захаров).

Завершая семинар, ведущий (И.В. Мелихов) отметил, что рассмотренные в докладе явления чрезвычайно интересны, а дальнейшее накопление детализированных экспериментальных данных в рамках обсуждаемой работы даст возможность прогностического моделирования изучаемых процессов.

В.Е. Божевольнов Э.Д. Козловская

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ том 44 № 2 2010

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Химическая технология. Химическая промышленность»