| Revista: | Journal of the Brazilian Chemical Society |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000311947 |
| ISSN: | 0103-5053 |
| Autores: | Lima, Luiz Rogerio P. de Andrade1 Rey, Alejandro D2 |
| Instituciones: | 1Universidade Federal da Bahia, Departamento de Ciencia e Tecnologia dos Materiais, Salvador, Bahia. Brasil 2McGill University, Department of Chemical Engineering, Montreal, Quebec. Canadá |
| Año: | 2006 |
| Periodo: | Oct |
| Volumen: | 17 |
| Número: | 6 |
| Paginación: | 1109-1116 |
| País: | Brasil |
| Idioma: | Inglés |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en inglés | High performance carbon fibers can be produced from anisotropic petroleum pitch using the fiber spinning process. The mesophase pitch is a thermotropic discotic nematic liquid crystal possessing orientational order. Liquid crystals are textured, anisotropic, viscoleastic materials. An important phenomenon of liquid crystals is the interaction between orientational textures and rheology, where the texture is due to the presence of orientational defects. The fiber spinning process used in the carbon fiber manufacture from nematic precursors uses a cascade of processing flows that involves capillary, convergent, and extensional flows, which promotes the formation of a variety of textures that will give specific properties to the resultant carbon fiber. Hence a fundamental understanding of the impact of textures on rheology is needed for eventual process control and product optimization. In this paper we study the interaction of rheology and texture and develop a model of anisotropic linear viscoelasticity of textured mesophases. The model is able to predict all the features observed experimentally, including the frequency dependency of the loss and storage modulus and their temperature sensitivity, and provides a better understanding of the role of defects and anisotropy on pitch viscoelasticity |
| Resumen en portugués | Fibras de carbono de alto desempenho podem ser produzidas a partir de piche de petróleo anisotrópico usando o processo de extrusão-fiação. O piche mesomórfico é um cristal líquido discótico nemático termotrópico, que possui ordem na orientação das moléculas. Cristais líquidos são materiais que possuem textura, anisotropia e visco-elasticidade. Um fenômeno importante que é encontrado em cristais líquidos é a interação entre a textura devido à orientação das moléculas e o comportamento reológico, no qual a textura ocorre devido à presença de defeitos na orientação das moléculas. O processo de extrusão-fiação usado na fabricação de fibras de carbono a partir de precursores nemáticos usa uma cascata de escoamentos que incluem fluxo capilar convergente e extensional, os quais promovem a formação de uma variedade de estruturas, incluindo radial, concêntrica, randômica e bipolar, que darão propriedades especificas para as fibras de carbono resultantes. Portanto, a compreensão fenomenológica da interação entre a textura e a reologia do precursor nemático é necessária para o controle do processo e para a otimização do produto. Neste artigo, a interação entre a reologia e a textura de cristais líquidos discóticos nemáticos será enfocada e um modelo anisotrópico será desenvolvido para descrever o regime linear visco-elástico de piches mesofásico com textura. O modelo é capaz de prever todas as características observadas experimentalmente, incluindo a dependência dos módulos de armazenamento e de perda com a freqüência de oscilação e a sua dependência com a temperatura, assim como promover uma melhor compreensão do papel dos defeitos e da anisotropia no comportamento visco-elástico do piche anisotrópico |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería de materiales, Mesofase, Alquitrán, Reología, Fibra de carbono, Anisotropía, Teoría de Leslie-Ericksen |
| Keyword: | Engineering, Materials engineering, Mesophase, Pitch, Rheology, Carbon fiber, Anisotropy, Leslie-Ericksen theory |
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