Reologie

Reologie se zabývá studiem toku a deformace materiálu. Při působení vnější síly (součin smykového napětí a smykové plochy) na materiál dochází k jeho toku (deformaci). Míra působení vnější síly a rychlosti změny deformace je charakterizována smykovou viskozitou (vnitřní tření kapaliny). Na základě smykové viskozity je možné rozdělit materiály na dva základní typy - na newtonské a nenewtonské. Newtonské materiály (např. voda) vykazují konstantní hodnotu smykové viskozity pro různé hodnoty rychlosti smykové deformace při dané teplotě. Naproti tomu viskozita látek nenewtonských je na hodnotě rychlosti smykové deformace závislá (krev, čokoláda, jogurt, polymerní taveniny a roztoky). Látky nenewtonské se podle závislosti smykové viskozity na rychlosti deformace dají dělit na látky dilatantní, pseudoplastické a plastické.

Reologická skupina na ústavu pro hydrodynamiku se zabývá tokovými vlastnostmi zejména polymerních materiálů. Tyto materiály vykazují silně nelineární reologické vlastnosti dané jejich molekulární strukturou, která se projevuje jak viskózními tak i elastickými vlastnostmi. Znalost reologických vlastností polymerních materiálů je důležitá jak pro výrobce a zpracovatele těchto materiálů tak i pro výrobce strojů a nástrojů v oblasti plastikářského průmyslu. Pro výrobce jsou reologické znalosti polymerů (např. smyková a tahová viskozita) důležitým vodítkem pro návrh nových materiálů se specifickými vlastnostmi vhodnými pro daný typ procesu (vytlačování, vyfukování, vstřikování, tváření) nebo pro finální výrobek (např. tlakové trubky, kloubní náhrady). Pro zpracovatele materiálů jsou reologické vlastnosti důležité pro přesné nastavení procesních hodnot během zpracovatelského procesu (teplota, tlak, rychlost chlazení, atd.). Reologické vlastnosti polymerů jsou dále využívané při návrhu strojů a nástrojů pro plastikářský průmysl (např. vytlačovací a vstřikovací hlavy), kde se zpracovatelský proces simuluje ve 3D simulačních nástrojích.

Na základě těchto potřeb daných zejména vývojem nových materiálů a zpracovatelským průmyslem se naše skupina zabývá níže uvedenými tématy.

Filip, P., Hausnerová, B., Barretta, C., 2019. Master flow curves as a tool to modelling Ceramic Injection Molding. Ceramics International 45(6), 7468–7471. Peer, P., Stěnička, M., Filip, P., Pizúrová, N., Babayan, V., 2018. Magnetorheological characterization and electrospinnability of ultrasound–treated polymer solutions containing magnetic nanoparticles. Colloid and Polymer Science 296(11), 1849–1855.

Zelenková, J., Pivokonský, R., Filip, P., 2017. Two ways to examine differential constitutive equations: initiated on steady or initiated on unsteady (LAOS) shear characteristics. Polymers 9(6), Article no. 205. 

Peer, P., Filip, P., Polášková, M., Kucharczyk, P., Pavlínek, V., 2016. The influence of sonication of poly(ethylene oxide) solutions to the quality of resulting electrospun nanofibrous mats. Polymer Degradation and Stability 126, 101–106. 

Pivokonský, R.; Filip, P.; Zelenková, J., 2016. Flexibility of three differential constitutive models evaluated by large amplitude oscillatory shear and Fourier transform rheology. Polymer 104(8), 171–178.

Slobodian, P., Říha, P., Olejník, R., Benlikaya, R., 2016. Analysis of sensing properties of thermoelectric vapor sensor made of carbon nanotubes/ethylene-octene copolymer composites. Carbon 110, 257–266.

Slobodian, P., Cvelbar, U., Říha, P., Olejnik, R., Matyas, J., Filipič, G., Watanabe H., Tajima, S., Kondo, H., Sekine, M., Hori, M., 2015. High sensitivity of carbon nanowalls based sensor for detection of organic vapours, RSC Advances, 2015(5), 90515–90520.

Slobodian, P.,Říha, P.,Olejnik, R. and Saha, P., 2015. Functionalized Multi-Walled Carbon Nanotube Paper for Monitoring Chemical Vapors, J. Nanosci. Nanotechnol. 15, 4003–4008.

Pivokonský R., Filip P., 2014. Predictive/fitting capabilities of differential constitutive models for polymer melts—reduction of nonlinear parameters in the eXtended Pom-Pom model. Colloid Polym. Sci. 292, 2753–2763.

Peer P., Stenička M., Pavlínek V., Filip P., 2014. The storage stability of polyvinylbutyral solutions from an electrospinnability standpoint. Polymer Degradation and Stability 105, 134–139.

Ledvinková, B., Kosek, J., 2013. The effects of adhesive forces on the collision behavior of polyolefin particles. Powder Technology 243, 27–39.

Morávková, T., Filip, P., 2013. The influence of emulsifier on rheological and sensory properties of cosmetic lotions. Advances in Materials Science and Engineering 2013, Article ID 168503.