[科普中国]-无管虹吸

实验介绍

对于牛顿流体来说，在虹吸实验时，如果将虹吸管提离液面，虹吸马上就会停止。但对高分子液体，如聚异丁烯的汽油溶液和百分之一的POX水溶液，或聚醣在水中的轻微凝肢体系等，都很容易表演无管虹吸实验。将管子慢慢地从容器拔起时，可以看到虽然管子己不再插在液体里，液体仍源源不断地从杯中抽出，继续流进管里。甚至更简单些，连虹吸管都不要，将装满该液体的烧杯微倾，使液体流下，该过程一旦开始，就不会中止，直到杯中液体都流光。这种无管虹吸的特性，是合成纤维具备可纺性的基础。1

某些软物质也可以实现无管虹吸现象。软物质是指其某种物理性质在小的外力作用下能产生很大变化的凝聚态物质 ，典型的例子包括液晶、高分子体系、胶体、微乳液等 .软物质的结构和性质主要不是由内能 ，而是由熵来决定。2

原理毛细虹吸：主要和聚合物的拉伸流动有关，聚合物的拉伸流动的速度变化方向与流动方向相同。

无管虹吸和无管侧吸将一根管子插入盛有聚合物流体的容器中，并将流体吸入管中。在流动过程中，将管子慢慢地从容器中提起，当管子离开液面后，仍然有液体流入管子，这种现象称为无管虹吸效应，如图(a)所示。还有一种如图(b)所示的无管侧吸效应，是将一杯高分子溶液侧向倾倒流出，若使烧杯的位置部分回复，以致杯中平衡液面低于烧杯边缘，然而高分子液体仍能沿壁爬行，继续维持流出烧杯，直至杯中的液体全部流光为止。这些现象与聚合物流体的弹性行为有关，这种液体的弹性令拉伸流动的自由表面相当稳定，容易产生拉伸流动。3