『構造粘性』ということばを聞いたのですがどのような原理で(?)出てくる粘性なのでしょうか?

粘性にも色々あるのでしょうか?

言葉は平易で十分結構ですので
どなたかレオロジーに知見のあるかたご教授下さい

A 回答 (2件)

弾性体の変形挙動がフックの法則で表される様に、流体の流動挙動は


ニュートンの粘度式、粘度=ずり応力/剪断速度=一定、で表されます。

水や粘性の小さな溶液は近似的にニュートン流動を示しますが、
コロイド溶液やポリマー濃厚溶液では粘度が剪断速度の関数となり、
一定とはならず、剪断速度の増加と共に減少することが多くなります。
この現象を構造粘性( structural viscosity ) と言い、Ostwaldが提唱
した言葉と言われています。

コロイド溶液やポリマー濃厚溶液等の複雑な体系の中には構成粒子や
分子間の相互作用によりある種のセミマクロな構造ができています。
この構造に外部からずり応力等の刺激が加わると、初期の段階では
構造が応力を支えるため剪断速度の変化は僅かです。しかし、ある
応力以上でこの構造が壊されると粘度は剪断速度の増大と共に減少
します。

ある種のコロイド溶液では剪断速度と共に逆に粘度が上昇し、逆構造
粘性またはダイラタンシー( dilatancy ) と呼ばれることが有ります。

ダイラタンシーに付いては下記のQ&Aを参照ください。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4834450.html
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この回答へのお礼

丁寧な回答で助かります
こんな自分でも
少しだけ、理解出来ました

drmurabergさん、ありがとうございました

お礼日時:2009/05/08 22:47

粘性にも色々あるようですね。


内容物によって、「ずれ応力に対して見かけの粘性度が低下する」粘性

次のwikipediaに少し記述があります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E6%95%A3% …


http://colloid.csj.jp/member_site/23basic_abst/u …
の3ページ右あたり。
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この回答へのお礼

いやぁ、やっぱりなかなか難しいですね…

Akira_Ojiさん、ありがとうございました

お礼日時:2009/04/27 21:40

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Qダイラタンシー現象と液状化現象の違い

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 あと混ぜるのを水じゃなくて油とか別のものにするとどうなるのでしょうか。教えてください。

Aベストアンサー

ダイラタンシー現象の良く知られた例は、非常に濃厚な澱粉や
コロイド粒子溶液(コロイドゾル)です。
静止状態でコロイド粒子は最密充填状態にあり、粒子の僅かな隙間に
溶媒が詰まっています。この様な体系に専断等の刺激が働くと、
最密充填は壊され粗くなり、粒子間の溶媒は引かれそれに抵抗する
力が働くため流れにくくなります。
専断の速度が大きいほど抵抗は大きくなり流れにくくなります。
ここで言う専断とは、豆腐の上下面に面と平行な力を上下逆方向に
働かせることです。

液状化現象は、円筒に砂と水を入れたモデルで説明されます。
円筒を上下方向に引く力が働くときには、上の例と似た力が働きます。
しかし、その効果は砂/水系の場合それほど大きくはありません。
円筒を上下から圧縮する力が働く時には、水も瞬時に圧縮され、
反発力が粒子に働き、粒子同士は孤立する方向に動き、流れ易く
なり流動化が起こります。
地震の時には、周期振動により正と負のダイラタンシー効果が同時に
起こるが、正は地盤の抵抗力を増す方向だが効果は小さいのに対し、
負の効果は大きく災害(流動化)に繋がるといえます。

澱粉と水や油の実験楽しそうですね。生徒さんへのデモ準備ですか。
昔レオロジー理論をやりましたが、実験結果とのオーダーを合わせるの
が精一杯と言うところで、澱粉等の複雑な系はとてもとてもでした。
今もそれほど変わっていないと思いますが。

ダイラタンシー現象の良く知られた例は、非常に濃厚な澱粉や
コロイド粒子溶液(コロイドゾル)です。
静止状態でコロイド粒子は最密充填状態にあり、粒子の僅かな隙間に
溶媒が詰まっています。この様な体系に専断等の刺激が働くと、
最密充填は壊され粗くなり、粒子間の溶媒は引かれそれに抵抗する
力が働くため流れにくくなります。
専断の速度が大きいほど抵抗は大きくなり流れにくくなります。
ここで言う専断とは、豆腐の上下面に面と平行な力を上下逆方向に
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Q比重の単位って?もうわけわからない・・・。

比重というのは、単位はなんなのでしょうか??
鉄の比重を7.85で計算すると考え、以下の疑問に答えてもらいたいのですが、
縦100mm・横100mm・厚さ6mmの鉄板の重さを計算したい場合、
100×100×6×7.85で計算すると、471000になります。
全部mに単位をそろえて計算すると、
0.1×0.1×0・006×7.85で、0.000471になります。

これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、
0.1×0.1×6×7.85で、答えは0.471kgが正解ですよね?

・・・全く意味が解かりません。普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??なぜ、この場合、厚さだけはmmの単位で、縦と横はmでの計算をするのでしょうか?

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これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、
0.1×0.1×6×7.85で、答えは0.471kgが正解ですよね?

・・・全く意味が解かりません。普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??...続きを読む

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#3番の方の説明が完璧なんですが、言葉の意味がわからないかもしれないので補足です

比重は「同じ体積の水と比べた場合の重量比」です
水の密度は1g/cm3なので、鉄の密度も7.85g/cm3になります
(密度=単位堆積あたりの重さ)
重さを求める時は「体積×密度(比重ではありません)」で求めます

おっしゃるとおり、計算をする時は単位をそろえる必要があります
100(mm)×100(mm)×6(mm)×7.85(g/cm3)ではmmとcmが混在しているので間違いです
長さの単位を全部cmに直して
10cm×10cm×0.6cm×7.85(g/cm3)=471g=0.471kg
と計算します(cmとgで計算しているのでCGS単位系と呼びます)

円筒の場合も同様に
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比重=密度で計算するならば、水が1gになる体積1cm3を利用するために長さの単位をcmに直して計算してください
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最初からkgで出したい時は
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0.1×0.1×0.006×1000×7.85の0.006×1000だけ先に計算したのだと思います

#3番の方の説明が完璧なんですが、言葉の意味がわからないかもしれないので補足です

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Q粘度の単位換算について教えてください。

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MKSとcgs系の記号の区別が紛らわしいのでご注意下さい。

〔MKS(m,kg,s)系の場合〕
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圧力の単位:dyn/(cm^2)
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ここで、m=(10^2)cm、N=(10^5)dyn であることを使うと、
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したがって、
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cpsはセンチポアズの別表記法と思います(私としては、counts per second の方を連想してしまいますが、、)。

Q粘度法による分子量測定について

粘度から分子量を求めることが出来る理由または原理が分かりません。どなたか分かる方、力になってもらえたらうれしいです。お願いします。

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 大学で使われる教科書には必ず乗っていると思います。高分子の極限粘度と分子量には[極限粘度]=K×[分子量]a乗(K、aはポリマーハンドブックなど一般のポリマーについては文献値があります。)が成り立つからなのですが・・・・。
 
 極限粘度とは数個の濃度の違う高分子溶液の粘度を求めて、これを0に補外した濃度0の点の高分子溶液の粘度です(これも教科書に書かれています。補外の仕方にはいろいろありますが、近似式が直線だとした場合は切片です。)濃度0の時の高分子溶液の粘度??と思われるかも知れませんが、溶媒自体の粘度じゃないのと思われるかも知れませんが、大量の溶媒の中に高分子1分子のみがぽっつ~んといる状態をイメージしてください。このときの溶液の粘度が極限粘度です。
 
 ここからが高分子の特徴的なところだと思います。低分子の場合、1分子のみ溶媒の中にいても粘度はかわらないのですが、高分子は鎖がゆらゆらしており、その鎖はとても長い。長いために1分子の存在でも溶媒の粘度に影響を与えます。鎖が長いほうが、粘度が高くなりそうなのはイメージしやすいのではないでしょうか?
 とても簡単なイメージですが、上にあげた式は、高分子1分子が溶媒に溶けた時の粘度とその高分子1分子の分子量の関係を示しているとでも考えてもらったらよいのではないでしょうか。

 式は教科書をみればすぐわかると思うので、どちらかというと私が考えている概念を書いてみました。専門家からみれば??のところもあると思いますが参考なったらよいです。

 大学で使われる教科書には必ず乗っていると思います。高分子の極限粘度と分子量には[極限粘度]=K×[分子量]a乗(K、aはポリマーハンドブックなど一般のポリマーについては文献値があります。)が成り立つからなのですが・・・・。
 
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QTD、MDって何の略?

フィルム関係の仕事をしていてたまに目にする、
流れ方向MDと垂直方向TDって何の略なのでしょうか?

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流れ方向 ( MD : Machine Direction )
垂直方向 ( TD : Transverse Direction )

QメチルシクロヘキサンのSP値について

メチルシクロヘキサンのSP値を教えてください。
また、混合溶剤の場合の全体の系に対するSPの求め方も教えてください。
よろしくお願いします。

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#1の回答者です。
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言い訳ではないですが、コピー、ペースとして記入したときに
直し忘れました。
混乱させて申し訳ありませんでした。

正しい式では、分母が1となり、簡略化されます。

なお、構造式からSP値を計算するにはSmallの式,Hoyの式,Fedorsの式などが利用できます。

Q樹脂材料の曲げ弾性率について

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
(プラスチック部品の一方と他方がパチンとはまる
爪形状です。プラモデルにもよくあると思います。)
の荷重計算をしようとしました。
その爪形状には大きなテーパがついており、
根元が太く先細だったので、
単純な梁の公式では計算できずに
excelマクロによる数値積分で
梁の曲げ微分方程式(d^2y/dx^2=-M/EI)を
解こうとしました。
-------------------------------------
一応できたので、早速荷重を計算して実測値と
照らし合わせてみようとしたのですが、
材料のヤング率(縦弾性係数)を知らないことに
気づきました。
同僚に聞いてみたところ、「曲げ弾性率」というのは
材料の仕様書に載っていると教えてくれました。
職場にある材料便覧を見ても「曲げ弾性率」は
載っていました。
この「曲げ弾性率」はヤング率(縦弾性係数)と
同じなのでしょうか。それとも違うのでしょうか。
もし違う場合、ヤング率(縦弾性係数)は
どのようにして調べるべきなのでしょうか。
似たような経験がある方がいましたら
お手数ですがご教示願います。

先日、仕事の関係でプラスチックのスナップフィット
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その爪形状には大きなテーパがついており、
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単純な梁の公式では計算できずに
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Aベストアンサー

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりますが,曲げのかかる部材には,引張・圧縮応力の他に,せん断応力もかかっています.これらの効果が総合的に寄与してくるため,引張弾性率と曲げ弾性率は,「意味合いとしては」異なる物性値です.

しかし,ごく一般的なプラスチックであれば,引張弾性率と曲げ弾性率はほぼ同じ値になります.
下記などにデータが出ていますが,恐らくほぼ同等か,曲げ弾性率の方が10%程度低い値になっていると思います.
http://www.m-ep.co.jp/mep-j/tech/index.htm
http://www.mrc.co.jp/acrypet/04tech_01.html

カタログデータに曲げ試験が多い理由は,試験が簡単だからです.薄い平板の試験片が使えますからね(チューイングガムのような形状です).それに対し,引張試験では,試験片を「つかむ部分」の加工が難しく,やや複雑な形状になってしまいます.

というわけで,プラスチックの分野では,曲げ弾性率を測定して,これをEとして代用するケースが多いと思います.

ただし,圧縮やせん断弾性率が引張と極端に違う材料・・・たとえば,ガラス繊維で一方向強化したような異方性材料では,曲げ弾性率とヤング率は大きく異なります.

あと,蛇足になりますが・・・
曲げ弾性率=曲げ応力/曲げひずみ
とありますけど,前述の通り,曲げ応力や曲げひずみは一定値ではありませんので注意が必要ですね.材料内部で分布をもっています(ここが引張と違うところ).

通常は,曲げスパンL,破断荷重P,試験片幅b,厚さh,たわみxなどを用いて,
E=(P・L^3)/(4・b・h^3・x)
のような式で求めます.試験方法によっても式が違ってきますので,材料力学の教科書をお読み下さい.

結果から言うと,Eに曲げ弾性率を代入しても問題ないと思います.

引張弾性率と曲げ弾性率は測定方法が異なりますので,物性のもつ意味は違います.引張りの場合(丸棒を引っ張るようなケースです),材料内部はすべて引張応力になりますよね.

しかし,曲げの場合(板を曲げるようなケース)では,ふくらんでる面には引張応力,へこんでる面には圧縮応力がかかります.このため,例えば引張弾性率と圧縮弾性率が異なるような材料では,引張弾性率と曲げ弾性率は違ってきます.

また,少し専門的になりま...続きを読む

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融点とガラス転移温度の違いが良く理解できません。分かりやすく教えてください。

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高分子やってるものです。おそらく質問にでてくる融点は普通いわれている融点ではなく、高分子特有のTmといわれているほうの融点ですよね?
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