Page 51 - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
P. 51
พอลิเมอร์ 7-39
ภาพท ่ี 7.21 อณุ หภูมิหลอมเหลวของพ อลิเมอร์
5. สมบัติทางว ทิ ยากระแสข องพอล ิเมอร์
วิทยากระแส (rheology) หมายถึง การศึกษาพฤติกรรมการผิดรูป (deformation) และการไหลของวัสดุ
เป็นการค้นคว้าความสัมพันธ์ระหว่างแรงกระทำ�บนวัสดุและการผิดรูปของวัสดุเมื่อได้รับแรงกระทำ�นั้น ส่วน
พอลิเมอร์มีสมบัติเฉพาะด้านการไหลที่ไม่เหมือนกับของไหลอื่น สมบัติทางวิทยากระแสที่สำ�คัญของพอลิเมอร์มี
2 ประการ คือ สมบัติหนืด (viscous property) และสมบัติว ิสโคอ ิลาสติก (viscoelastic property)
5.1 สมบตั หิ นดื ข องพ อล เิ มอ ร ์ เปน็ ส มบตั ทิ เี่ กยี่ วขอ้ งกบั ค วามห นดื ห รอื ส ภาพห นดื (viscosity) ของพ อล เิ มอ ร์
ความหนืดเป็นความต้านทานการไหล และการไหลหมายถึงการผิดรูปของวัสดุเมื่อมีแรงมากระทำ� การไหลหนืดที่
สมบรู ณ์ (pure viscous flow) เกดิ จ ากก ารท โี่ มเลกลุ ข องพ อล เิ มอ รเ์ คลือ่ นทแี่ ละเปลีย่ นแปลงร ปู ร า่ งไปอ ยา่ งถ าวร มอิ าจ
ผันก ลับได้ พอล ิเมอ ร์ที่ม ีโครงสร้างเชิงเส้นตรงแ ละมีแรงย ึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลตํ่าจ ะแ สดงพ ฤติกรรมห นืดแบบนี้
จากกฎความห นืดข องนิวตัน (Newton’s law of viscosity) พบว่าเมื่อพิจารณาของไหลใดๆ ซึ่งอาจเป็นก ๊าซ
หรือของเหลวที่ม ีการเคลื่อนที่แบบล ามินาร์ (laminar) ซึ่งหมายถ ึงการเคลื่อนที่ของข องไหลระหว่างช ั้นบางๆ ที่ข นาน
กันโดยม ีการเลื่อนต ัวออกจ ากก ันข องส องช ั้นที่อยู่ต ิดก ัน เช่น เลื่อนต ัวออกเป็นร ะยะทาง x1 ,x2 และ x3 ระหว่างชั้น
สองชั้นที่ห่างเป็นระยะ y ด้วยความเร็ว v การผิดรูปจะเกิดจากการเอาชนะแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัสของชั้นที่
เลื่อนออกจากกัน แรงท ี่กระทำ�ให้เคลื่อนที่แบบล าม ิน าร์น ี้เรียกว่าแ รงเฉือน (shear force หรือ F) ซึ่งเป็นแรงที่ข นาน
กับแ นวก ารเคลื่อนที่
ความเร็ว v
ภาพที่ 7.22 การเคล่อื นที่ข องช ้นั บ างดา้ นบนด ้วยแรงเฉือน F ทำ�ให้แนว AC และ BD
เคลื่อนทตี่ ามแนว A′C และ B′D ตามล�ำ ดบั ดว้ ยความเร็ว v
