Μάθημα: Ρεολογία Πολυμερών
- Διανυσματικός λογισμός (επανάληψη) και χρήση στη ρεολογία.
- Τανυστής τάσεων και ερμηνεία του.
- Νευτώνεια συμπεριφορά. Γενικευμένη Νευτώνεια συμπεριφορά.
- Μη Νευτώνεια συμπεριφορά (και επίδειξη μέσω πειραμάτων). Εισαγωγή στην ιξωδοελαστικότητα των πολυμερικών ρευστών.
- Συναρτήσεις υλικού: διατμητικό και εκτατικό ιξώδες, συντελεστές καθέτων τάσεων, μέτρα αποθήκευσης και απωλειών, μέτρο επανάταξης, κλπ. Κανόνας Trouton.
- Τα πρώτα (φαινομενολογικά) ιξωδοελαστικά μοντέλα. Μοντέλα Maxwell, Voigt και Jeffreys. Το γενικευμένο γραμμικό ιξωδοελαστικό μοντέλο.
- Εφαρμογές του γενικευμένου γραμμικού ιξωδοελαστικού μοντέλου στα ακόλουθα ρεολογικά πειράματα: έναρξη διατμητικής ροής (shear flow), χαλάρωση τάσεων μετά την επιβολή απότομης διατμητικής παραμόρφωσης (stress relaxation), ανάπτυξη τάσεων (stress growth), περιορισμένη ανάκτηση (constrained recoil), διατμητική ταλάντωση μικρού πλάτους (small amplitude oscillatory shear), ερπυσμός-τάνυση (creep). Υπολογισμός των αντίστοιχων συναρτήσεων υλικού.
- Αριθμητική προτυποποίηση (fitting) ρεολογικών δεδομένων. Ιξωδοελαστικό φάσμα. Αρχή υπέρθεσης χρόνου-θερμοκρασίας.
- Άλλα ιξωδοελαστικά μοντέλα (βασισμένα σε θεωρίες συνεχούς μέσου): Οldroyd-B, Giesekus, Phan-Thien/Tanner (PTT). Σύγκριση των διαφόρων ιξωδοελαστικών μοντέλων.
- Εισαγωγή στις μοριακές θεωρίες: θεωρία Rouse, θεωρία ερπυσμού.
Course: Polymer Rheology
- Vector and tensor calculus (quick overview) and application in rheology.
- Stress tensor and its physical meaning.
- Newtonian behavior. Generalized Newtonian behavior.
- Non-Newtonian behavior (and demonstration via experiments). Introduction to viscoelasticity of polymer liquids
- Material functions in simple flows: shear viscosity, normal stress coefficients, extensional viscosity, storage and loss moduli, compliance, etc. Trouton’s rule.
- The first (phenomenological) viscoelastic models. Maxwell, Voigt and Jeffreys models. The generalized linear viscoelastic model.
- Applications of the generalized linear viscoelastic model to the following rheological experiments: start-up of shear flow, stress relaxation after a sudden shearing displacement, stress growth, constrained recoil, small amplitude oscillatory shear flow, creep. Calculation of the corresponding material functions.
- Fitting linear viscoelastic data. The relaxation spectrum. Time-temperature superposition principle.
- Other viscoelastic models (continuum models): Οldroyd-B, Giesekus, Phan-Thien/Tanner (PTT). Comparison of the viscoelastic models.
- Introduction to molecular theories of polymers: Rouse model and normal mode analysis, tube model and reptation theory.