Frictional and elastic components of the viscosity of polysterene-toluene diluted solutions

Abstract

We studied the gradient dependence of the effective viscosity n for the diluted solution of the polystyrene in toluene under three concentrations p = = 0.5-105, 1-105 and 2-105 g/m3 and for four polystyrene fractions with average molar weights M = 5.2-104, 4.4-104, 3.3-104 and 1.8-104 g/mol, in the temperature range of 293-308 K. The experiments have been carried out with the use of rotary viscometer "Rheotest 2.1" at various cylinder rotation angular rate m (r/s). The analysis of the dependences n(m) permitted to mark out the frictional nf and elastic ne components of the viscosity and to study their dependences on the concentration p of the polymer into the solution, on the length of the chain N and on the temperature T. We have obtained the equation for defining the intrinsic viscosity of the polymer solution. It was shown that the basic contribution into the intrinsic viscosity gives the elastic component of the viscosity with taking into account the gradient dependence of ne. Вивчена градієнтна залежність ефективної в'язкості n розведеного розчину полістиролу в толуолі для трьох концентрацій p = 0.5105, 1 • 105, 2-105 г/м3, чотирьох фракцій полістиролу з середніми молярними масами М = 5.2 • 104, 4.4104, 3.3• 104, 18104 г/моль, при чотирьох температурах в інтервалі 293-308 K. Досліди проводили на ротаційному віскозиметрі Rheotest 2.1 за різних кутових швидкостей т (об/с) обертання робочого циліндра. Аналіз залежностей ц(а>) дав можливість виділити фрикційну п/ та пружну ne компоненти в'язкості та вивчити їх залежність від температури Т, концентрації p та довжини ланцюга N. Одержано математичний вираз для характеристичної в'язкості полімерного розчину та показано, що основну роль в ній відіграє пружна компонента в 'язкості ne з врахуванням її градієнтної залежності.