اثر زبري سطح بر رئولوژي تعليقه‌هاي كوپليمر استيرن-آكريليك اسيد پوشش‌يافته با سيليكا

فرضيه‌: امروزه با به‌كارگيري گسترده تعليقه‌هاي ذرات زبر در صنعت شيميايي تمايل به مطالعه درباره رفتار رئولوژي تعليقه‌ها افزايش چشمگيري داشته است. يكي‌ از مهم‌ترين‌ زمينه‌هاي مطالعاتي درباره تعليقه ذرات زبر، ارتباط گران‌شوندگي‌ برشي‌ با‌ اصطكاك بين‌ذره‌اي‌ ذرات است‌. بر اين اساس در تعليقه‌هاي غليظ، مقدار افزايش گران‌روي و رفتار گران‌شوندگي‌ برشي،‌ متناسب با زبري‌ سطوح ذرات معلق درنظر گرفته مي‌شود. روش‌ها: در اين پژوهش، ذرات صاف (كوپليمر استيرن-آكريليك اسيد) و زبر (كوپليمر استيرن-آكريليك اسيد با پوشش سيليكا) سنتز شدند و تعليقه آن‌ها در محلول اتانول-آب با درصد حجمي ٢٠، ٣٤ و %٤٩ تهيه شد. سرعت برشي بحراني شروع ناحيه گران‌شوندگي‌ تعليقه در نسبت‌هاي متفاوت از ذرات زبر و صاف، به‌دست آمد. خواص رئولوژيكي به‌ روش تجربي به‌دست آمد و سپس از مدل‌هاي تجربي و نيمه‌تجربي همچون Herschel Barclay و Gopalakrishnan، براي ارتباط بين رئولوژي و ريزساختار تعليقه‌ها استفاده شد.يافته‌ها: مشاهده شد، با افزايش‌ درصد زبري‌ در تركيب‌ درصد يكسان از ذرات، رفتار گران‌شوندگي‌ برشي‌ شديدتري در مقادير كمتري‌ از ذرات زبر اتفاق مي‌افتد. همچنين، در نمونه‌ داراي بيشترين تركيب درصد تعليقه و تشكيل‌شده از %100 ذرات زبر با كمترين‌ مقدار Peclet، هيدروخوشه تشكيل مي‌شود. دليل ايجاد هيدروخوشه‌هاي بيشتر و حتي بزرگ‌تر وجود تماس‌هاي اصطكاكي در كنار نيروهاي هيدروديناميك عمل‌كننده بر ذرات است كه در نهايت موجب افزايش اتلاف انرژي در سامانه و افزايش گران‌روي است. اين موضوع نشان مي‌دهد، وجود زبري‌ و افزايش‌ مقدار ذرات زبر، سامانه را به سمت‌ افزايش‌ گران‌روي در سرعت‌هاي‌ برشي‌ كمتري‌ هدايت مي‌كند. همچنين انطباق مدل Gopalakrishnan بر داده‌هاي تجربي به‌طور مشخصي نشان مي‌دهد، افزايش زبري موجب كاهش مقدار Pe بحراني شروع ناحيه گران‌شوندگي برشي و نيز قوي‌ترشدن رفتار گران‌شوندگي برشي در سامانه مي‌شود.