Главная --> Справочник терминов


Эластическое состояние Структурные изменения в пристенном слое существенно отличаются от тех, которые происходят в процессе течения в основной массе струи. Возникающие напряжения могут приводить к периодическому проскальзыванию пристенных слоев, что влечет за собой проявление нестабильности потока. В большинстве случаев такая нестабильность проявляется по причине 5-6-кратной деформации, развивающейся в результате сдвига, и возникающих при этом нормальных напряжений. Необходимо отметить, что увеличение длины капилляра / ослабляет нестабильность процесса истечения концентрированных растворов и расплавов полимеров. Нарушение установившегося течения и профиля скоростей, которое выражается в искажении формы струи жидкости, вытекающей из капилляра, определяется как эффект "эластической турбулентности". Область проявления эластической турбулентности соответствует увеличению эффективной скорости сдвига. Эта область смещается в сторону больших ч и у при ослаблении входовых эффектов, при удлинении капилляра, при снижении Чэф.

Область появления эластической турбулентности определяется:

14. Какие физические факторы обусловливают явление эластической турбулентности?

Используя метод капиллярной вискозиметрии, можно получать кривые течения (кривые зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига или эффективной вязкости от скорости сдвига, представляемые обычно в логарифмических координатах), оценивать температурные коэффициенты вязкости и энергию активации вязкого течения, степенные константы уравнения Оствальда-де-Вилла, определять критические скорости и напряжения сдвига, соответствующие наступлению "нерегулярного течения" или «эластической турбулентности», величину усадки или эластического восстановления (степень разбухания экструдата). Наиболее распространенным методом измерения усадки У и разбухания экструдата d/D является гравиметрический. Метод заключается во взвешивании отрезка экструдата определенной длины и сравнении полученной массы Рэ с расчетной Рр

Для оценки процесса шприцевания, в частности для оценки появления эластической турбулентности, Уайт предлагает три безразмерные параметра: Re — критерий (число) Рейнольдса; RW — критерий (число) Вайссенберга; Ry — критерий вязкоэластичности.

кривые течения (кривые зависимости скорости сдвига у от напряжения сдвига tw или эффективной вязкости г)Эф от скорости сдвига, представляемые обычно в логарифмических координатах), оценивать температурные коэффициенты вязкости и энергию активации вязкого течения ?/, i константы степенного уравнения /Сия; определять критические скорости и напряжения сдвига, соответствующие наступлению «нерегулярного течения» (эластической турбулентности); оценивать усадки или эластическое восстановление (по калибру и длине экструдируемого из капилляра образца).

тывает не только необратимую пластическую деформацию, но, и частично, из-за наличия каучуковой матрицы, высокоэластическую. После снятия напряжений на выходе из головки шприц-машины и зазора между валками каландра во времени начинаются процессы релаксации высокоэластической деформации, приводящие к искажению формы заготовок. Еще одна проблема, связанная с высокоэластической деформацией, возникает при больших скоростях переработки резиновых смесей в полуфабрикаты. Ламинарное течение переработки резиновой смеси на выходе заменяется неустановившимся турбулентным, что резко ухудшает качество заготовок, оцениваемое в баллах. Частично или полностью снять проблемы, связанные с усадкой и возникновением эластической турбулентности, можно подобрав модификатор смеси. Такой модификатор позволит интенсифицировать технологические процессы.

При больших вязкостях вискоз и высоких скоростях истечения наблюдается образование спиралевидных скрученных струй. Типичный пример такой струи приведен на рис. 7.14. Это явление хорошо изучено при течении расплавов полимеров [23] и получило название «эластической турбулентности» [24], так как оно связано с эластическими свойствами жидкостей. Причиной эластической турбулентности является периодическое проскальзывание

гденгКяеэ~КрИТерИЙ эластической турбулентности; уу-упругая деформация сдвига, 0 — период релаксации; D — градиент скорости сдвига.

эластической турбулентности. По-видимому, такой предел для вискоз и принятых диаметров отверстий фильер наступает при вязкости 44—50 Па-с [8]. Высокая эластичность прядильных растворов, по-видимому, является неблагоприятной для устойчивости процесса формования и в других отношениях: большое расширение струй, слабое сопротивление 'растягивающим нагрузкам. Поэтому изменение параметров вискозы в направлении повышения степени анизотропии молекул ксантогената в растворе (см. раздел 5. 2.1) должно приводить также наряду с улучшением физико-механических показателей волокна к повышению стабильности процесса формования.

* В опытах, проводимых на расплавах полимеров, наименьшей ньютоновской вязкости достичь не удается вследствие различных причин принципиального характера (наступление эластической турбулентности, механо-деструкции и т. д.). Режим ньютоновского течения при высоких скоростях сдвига наблюдается только в растворах полимеров.—Прим. ред.

Водородные связи между макромолекулами полимера затрудняют диффузию газов в пленки и переход полимера из твердого в эластическое состояние.

До 100- 110 полпметилыетакрилат, полученный блочным методом, остается в твердом стекловидном состоянии. Выше тгой температуры начинается постепенный переход полимера в эластическое состояние. При дальнейшем повышении температуры эластические деформации полимера возрастают и начинает появляться некоторая, нее более возрастающая пластичность. При 180 200" полимер полностью переходит в пластическое состояние, а выше 260-270' постепенно разрушается.

Сополимеры, содержащие менее 70% хлористого винилидена, аморфны, при содержании его более 70%—кристалличны. Степень кристалличности постепенно возрастает по мере увеличения количества звеньев хлористого винилидена в макромолекулах сополимера. Минимальная температура перехода сополимера в эластическое состояние и наибольшая текучесть в размягченном состоянии соответствуют содержанию 40—60% звеньев хлористого винилидена в сополимере. Па рис. 135 приведены результаты измерения температурыразмягчения (по Вика) сополимеров хлористого винилидена и хлористого винила различного состава. Минимальную температуру размягчения (23°) имеет сополимер, содержащий 60% звеньев хлористого винилидена. С понижением их содержания линейно возрастает

В макромолекулах достаточно небольшого количества звеньев мономера, содержащего две двойные связи, чтобы значительно повысить поверхностную твердость и теплостойкость материала. Редкое расположение, поперечных связей в таком сополимере позволяет сохранить необходимую упругость его в стеклообразном состоянии и достаточную эластичность при более высокой температуре (выше Тс). Нагретый до температуры перехода в эластическое состояние листовой сополимер можно штамповать, придавая изделию требуемую форму. В тех случаях, когда штампование сополимера связано с его значительной вытяжкой, можно повысить эластичность материала, увеличив длину поперечных связей, т. е. введя в сополимер вместо звеньев этиленгликольдиметакрилата звенья ди- или триэтиленгликольдиметакрилата.

Перевод каучука из пластического в эластическое состояние (в резину) достигается вулканизацией, т. е. поперечной сшивкой полимерных цепей. Вулканизирующим агентом служит сера в сочетании с ускорителем вулканизации. Температура процесса равна 150—200 °С.

ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ

Высокоэластическое, или эластическое, состояние полимеров по ряду признаков' напешгшаег жкдксе состояние. Показатели сжимаемости эластических полимеров и жидкостей близки, а по величине коэффициентов объемного расширения каучуки занимают промежуточное место между жидкостями и твердыми телами (табл. 9).

Однако, несмотря на некоторое сходство с жидким состоянием, высокоэластическое состояние имеет свои специфические особенности. Поэтому его следует рассматривать как особое физическое состояние, свойственное только полимерным соединениям и характеризующееся способностью тел к значительным обратимым изменениям формы под влиянием сравнительно пеболь--{ ших приложенных напряжений. Так, натуральный каучук спосо-![ бен обратимо растягиваться в 10—15 раз по сравнению со спосй первоначальной длиной. Эти обратимые деформации получили .название высокоэластических или, просто, эластических дефор-ций *, в отличие от обычных обратимых упругих деформаций, Еоторые наблюдаются у ряда материалов (металлы, минералы). тобы понять физическую сущность тшсокоэластической дефор-Ьции, рассмотрим некоторые хорошо известные виды дефор-Ьции.

функция 346 Эластики 353 Эластнфикаторы 435 Эластическое состояние 153 Эластичность

Все эти процессы сопровождаются выделением или поглощением энергии Об этом можно судить по дифференциальным кривым нагревания [40, 41] На рис. 5.8 приведена кривая нагревания аморфного невытянутого полиэфирного волокна. При равномерном повышении температуры нагревателя температура образца изменяется неравномерно. Это объясняется тем, что при нагревании полиэфир последовательно претерпевает превращения, протекающие с поглощением тепла (участки кривой А и В) и с выделением тепла (процесс, характеризующийся участком Б). Эндотермический процесс в области А протекает, начиная с 77—80 °С, и заключается в переходе полимера из стеклообразного в эластическое состояние без фазового превращения. Этот процесс, называемый рас-стекловыванием (при охлаждении — стеклованием), соответствует (5-переходу. В области температуры стеклования, которая характеризуется появлением подвижности сегментов полимерных цепей в аморфных областях полимера, наблюдается также изменение теплоемкости, что было видно из рис. 5.7.

Перевод каучука ла пластического в эластическое состояние (в резину)




Электронов вследствие Электроно акцепторных Электроплитке загружают Элементов александрова Эффективного применения Элементов структуры Элиминирование приводящее Эмпирические константы Эмпирические зависимости

-
Яндекс.Метрика