A study on non-newtonian surface viscosity

I. derivation of flow equation
  • A. Suzuki
Originalarbeiten Kolloide
Received:

Summary

An equation for pseudoplastic surface viscosity was deduced to explain the structures and properties of polypeptide monolayers. In deduction of the equation, it was assumed that the surface viscosity of polymers is related to the energy loss due to the flow of twodimensional aggregates “rafts” and the shear rate dependence of the surface viscosity is attributed to the variation in the size of two-dimensional aggregates in monolayers.

The surface viscosityη at a shear rateD is expressed as,
$$\eta = \eta _\infty + (\eta _0 - \eta _\infty )/(1 + \beta D^\alpha )$$
where,α is a parameter related to the contributions to surface viscosities of raft-to-raft contact and raft-towater interaction,β is a parameter showing the velocity of rupture of raft structures due to the shearing force andη0 andη∞ are the limiting surface viscosities observed at zero and an infinite rates of shear, respectively.

It is possible to determine the size and rigidity of the two-dimensional aggregate in monolayers using this equation.

Keywords

Polymer Viscosity Physical Chemistry Polypeptide Shear Rate 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Eine Gleichung wurde für die pseudoplastische Oberflächenviskosität abgeleitet, um Struktur und Eigenschaften monomolekularer Schichten von Polypeptiden zu erklären. Es wird angenommen, daß die Oberflächenviskosität mit dem Verlust der Energie, der durch das Fließen der zweidimensionalen Aggregate („Flöße“) hervorgebracht wird, zusammenhängt. Die Abhängigkeit der Oberflächenviskosität von der Schergeschwindigkeit wird mit Veränderungen der Größe der zweidimensionalen Aggregate in Verbindung gebracht.

Die Oberflächenviskositätη als Funktion der SchergeschwindigkeitD wird folgendermaßen ausgedrückt:
$$\eta = \eta _\infty + (\eta _0 - \eta _\infty )/(1 + \beta D^\alpha )$$
. Hierin sindα ein Parameter, der den Beitrag infolge der Floß-Floß-Kontakte und der Floß-Wasser-Wechselwirkung der Oberflächenviskosität bedeutet,β, der Parameter, der die Bruchgeschwindigkeit der FloßStruktur entsprechend der Schubkraft bedeutet, und η0 und η∞ die kritischen Oberflächenviskositäten für Null und unendlich als Schergeschwindigkeit.

Es ist möglich, daß mittels der obigen Gleichung die Größe und die Steifheit von zweidimensionalen Aggregaten in monomolekularen Schichten zu bestimmen.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1).
    Biswas, B. andD. A. Haydon, Kolloid-Z. u. Z. Polymere186, 57 (1962);Arnold, J. D. andC. Y. Pak, J. Colloid Sci.17, 348 (1962);Payens, J. A. J., Biochim. Biophys. Acta38, 39 (1960);Eley, D. D. andD. G. Hedge, J. Colloid Sci.11, 445 (1956);Colacicco, G., M. M. Rapport, andD. Shapiro, J. Colloid Sci.25, 5 (1967);MacRitchie, F. andA. E. Alexander, J. Colloid Sci.16, 57 (1961).Google Scholar
  2. 2).
    Joly, M., inJ. F. Danielli, K. G. A. Pankhurst, andA. C. Riddiford, Recent Progress in Surface Science, Vol. 1, p. 1 (New York 1964).Google Scholar
  3. 3).
    Tachibana, T., K. Inokuchi, andT. Inokuchi, Kolloid Z.167, 140 (1956);Tachibana, T. andK. Inokuchi, J. Colloid Sci.8, 341 (1963).Google Scholar
  4. 4).
    Boyd, E. andW. D. Harkins, J. Amer. Chem. Soc.61, 1188 (1939).Google Scholar
  5. 5).
    Joly, M., inJ. F. Danielli, K. G. A. Pankhurst, andA. C. Riddiford, Surface Phenomena in Chemistry and Biology (London 1958).Google Scholar
  6. 6).
    Ikeda, S. andT. Isemura, Bull. Chem. Soc. Japan32, 659 (1959);Yamashita, T. andT. Isemura, ibid.38, 420 (1965); ibid.38, 4261 (1965);Gershfeld, N. L. andC. Y. C. Pak, J. Colloid Sci.23, 215 (1967);Fourt, L., J. Phys. Chem.43, 887 (1939).Google Scholar
  7. 7).
    Davies, J. T., Biochim. Biophys. Acta11, 165 (1953).PubMedGoogle Scholar
  8. 8).
    Isemura, T. andK. Hamaguchi, Bull. Chem. Soc. Japan27, 125 (1954).Google Scholar
  9. 9).
    Inokuchi, K., Bull. Chem. Soc. Japan28, 453 (1955).Google Scholar
  10. 10).
    Cumper, C. W. N. andA. E. Alexander, Trans. Faraday Soc.46, 235 (1950).Google Scholar
  11. 11).
    Joly, M., Biochim. Biophys. Acta2, 624 (1948).Google Scholar
  12. 12).
    Ries, H. E. Jr, andD. C. Walker, J. Colloid Sci.16, 361 (1961);Ries, H. E. Jr., Sci. Amer.2, 2 (1961);Sheppard, E., R. P. Bronson, andN. Tcherurekdjian, J. Colloid Sci.20, 755 (1965).Google Scholar
  13. 13).
    Suzuki, A., S. Ikeda, andT. Isemura, Ann. Rep. Biol. Works, Osaka Univ.14, 135 (1966).Google Scholar
  14. 14).
    Schulman, J. H. andT. Teorell, Trans. Faraday Soc.34, 1337 (1938);Davies, J. T., Interfacial Phenomena (New York 1961).Google Scholar
  15. 15).
    Dreher, K. D. andD. Sears, Trans. Faraday Soc.62, 741 (1966).Google Scholar

Copyright information

© Dr. Dietrich Steinkopff Verlag 1972

Authors and Affiliations

  • A. Suzuki
    • 1
  1. 1.Department of Applied ChemistryTokushima UniversityTokushimaJapan

Personalised recommendations