|
|
|
Главная --> Справочник терминов Направлении деформации Рабочая температура выбирается внутри диапазона, ограниченного минимально и максимально допустимыми значениями температуры. Низкие температуры термоформования более выгодны, поскольку они позволяют сократить периоды нагрева и охлаждения в цикле формования. Кроме того, чем ниже температура, тем выше уровень двухосной ориентации, а значит, выше ударная вязкость изделия. С другой стороны, более высокая температура позволяет увеличить воспроизводимость и точность размеров изделий. Обычно для термоформования используют экструзионные листы. Щелевая экструзия приводит к возникновению неизотропной молекулярной ориентации. Так, в случае экструзионного листа из ударопрочного полистирола толщиной 1,52 мм Шмидт и Карли [24] наблюдали 31 %-ную усадку в направлении экструзии и очень слабую усадку в направлении экструзии ... '200 — 400 — Ударная вязкость, к-гс • см/см2, не менее , в направлении экструзии Усадка в направлении экструзии для листов толщиной в направлении экструзии. Тем самым обеспечивается эффективная транспортировка материала внутри зоны пластикации, а также самоочистка всей системы. Направление нарезки корпуса противоположно направлению выточки вала. Поверхности червяка и корпуса конические, с уменьшающимися в направлении экструзии диаметрами. Глубина захода резьбы червяка и корпуса постоянно изменяется по длине машины, а именно — глубина выточки червяка уменьшается, когда глубина выточки корпуса в той же пропорции возрастает, и наоборот. Сумма сечений ходов резьбы червяка и корпуса остается при этом постоянной. По всей длине машины такое увеличение и уменьшение глубины выточки может периодически повторяться. до минимального значения; сокращаясь, сообщают продукту ритмические деформирующие, «сминающие» усилия, что вызывает смещение материала в направлении соседних, расположенных в форме винтовой лестницы, кулачков. От угла смещения кулачков зависит, будет ли большая часть вытесняемого материала перемещаться в направлении экструзии или же основная масса продукта будет обратноступенчатым способом вытесняться на кулачки, расположенные ближе к зоне питания, обеспечивая тем самым более эффективное перемешивание в продольном направлении. Интенсивность напряжения сдвига и перемешивания можно регулировать, выбирая соответствующее число, угол смещения и ширину месильных кулачков. Сконцентрировать пластикацию по месту и времени в ПСЭТ удается с использованием рассмотренных при описании конструкции зазоров, в которых развиваются усилия сдвига, и специальных функциональных элементов (месильные зубцы, лопасти, кулачки). Характерная геометрия корпусов кнетеров в большинстве случаев предусматривает создание противодавления, с помощью которого усилия сдвига эффективнее сообщаются частицам материала и расплавленные периферийные слои снимаются с нерасплавленного еще твердого ядра, обеспечивая при таком постоянном перемешивании частое обновление поверхностей соприкосновения расплава с твердым материалом, ускоряя тем самым полное расплавление массы полимера. Таким способом предотвращается прорыв нерасплавленных частиц в последующие, расположенные в направлении экструзии, зоны пластосмесителя, а основной рабочий объем используется непосредственно для диспергирования пигмента. из двух ПСЭТ, объединенных в один агрегат. Боковой пластосмеси-тель используется для приготовления красящего концентрата, тогда как разбавление происходит в основной машине. Полимер естественной окраски и красящее вещество в отношении, например, 2 : 1 раздельно дозируются в боковой ПСЭТ. После пластикации полимера пигменты диспергируются в условиях высокого напряжения сдвига, чем достигаются необходимые размеры частиц. Расплав красящего концентрата, составляющий примерно 10?хо полной пропускной способности основного агрегата, не идет на промежуточное гранулирование, а через трубопровод или другое аналогичное соединительное устройство поступает непосредственно в цилиндр основной машины. Основная машина загружается полимером естественной окраски в количестве 90% от полной производительности. В первой части основного ПСЭТ полимер пластици-руется и в форме расплава соединяется с расплавом пигментного концентрата. Далее в направлении экструзии происходит равномерное распределение расплавленного концентрата в расплаве полимера. Окрашенный материал экструдируется через соответствующие фильеры и в зависимости от производительности агрегата гранулируется устройствами горячего или холодного гранулирования. Формулы для матричных и статистических смесей, приведенные в табл. 4, относятся к случаю изотропных смесей, т. е. когда нет упорядоченности в расположении частиц. Если это условие не соблюдается, то смеси анизотропны и значения е будут зависеть от ориентации поля по отношению к осям частиц. В частности, анизотропию диэлектрической проницаемости наблюдали в образцах каучука с различными наполнителями (оксид цинка, диоксид титана, оксид свинца), полученных методом экструзии. Диэлектрическая проницаемость была максимальна в направлении экструзии. Анизотропия увеличивалась с ростом содержания наполнителя [4, с. 183]. Как видно из схемы, наиболее устойчива а-форма. Отжиг при атмосферном давлении приводит к переходу всех кристаллических форм в а-форму. Пленки, получаемые промышленным методом, состоят из смеси кристаллических а- и р-форм. В экструзионных и двухосно-ориентированных пленках (последние изготавливают методом экструзии с раздувом) превалирует а-форма кристаллов; в одноосно-ориентированных пленках, получаемых вытяжкой в направлении экструзии при 323 — 373 К, преобладает р-форма. Пленки с кристаллами уформы можно приготовить выпариванием раствора ПВДФ в ди-метилсульфоксиде или охлаждением расплава при высоких давлениях (порядка 400 МПа) . Методика работы. Из деформированных образцов вырезают скальпелем пластинки размером (2,5X10) -Ю-3 м вдоль, перпендикулярно и под углом 45° к направлению деформации. Закрепляют образцы на предметном стекле в строго фиксированном положении и подвергают травлению в плазме безэлектродного высокочастотного газового разряда. На подготовленную поверхность напыляют углеродную реплику (направление напыления строго фиксировано и одинаково для всех образцов). Обработанную соответствующим образом углеродную реплику просматривают в электронном микроскопе сначала'при малых увеличениях, а после нахождения характерных участков при больших увеличениях. Изображение фиксируют на фотопластинки и с них изготавливают микрофотографии. Параллельно с этим из деформированных образцов вырубают лопатки (по ГОСТ 16337—70) в направлении деформации и перпендикулярно ему. Лопатки испытываются на растяжение. Рассчитывают значения разрушающего напряжения при растяжении и относительного удлинения при разрыве (см. работу 43). Таким образом, в кристаллических полимерах механизм перехода исходного образца в шейку состоит в следующем: 1) полный распад кристаллических образований с последующей ориентацией сегментов, ранее входивших в состав неориентированного кристаллита, а теперь, после ориентации, образующих ориентированный кристаллит. Этот процесс называется рекристаллизацией; 2) частичное разрушение кристаллитов, перемещение кристаллических «обломков» в направлении деформации, ориентация сегментов, связывающих «обломки» между собой; 3) пластическая деформация кристаллитов по плоскостям скольжения и дислокациям 6e.t полного их разрушения; 4) деформация сферолитов в эллиптические образования за счет аморфной части (дефектов структуры) в них. Вклад каждой составляющей в общий механизм деформации точно не известен. Он определяется и типом полимера, и условиями деформации. Заметим только, что при полном развитии процесса образования шейки полимер в шейке высоко ориентирован и фибриллизован, поэтому на поздних стадиях образования шейки значительная часть кристаллических структур, повернутых или перемещенных без разрушения в направлении деформации, в конце концов также разрушается и сегменты ориентируются преимущественно в направлении деформации. ложение равновесия при снятии силового поля. Эффект ориентации будет выражен тем заметнее, чем более анизотропны макро-молекулярные цепи высокополимеров. При одноосной ориентации высокополнмера под действием внешних сил изменяются форма макромолекул за счет их гибкости и их взаимное расположение. Фрей-Вислингом [51] на примере высокоориентированной целлюлозы впервые было показано, что в направлении деформации полимер приобретает свойства твердого тела, а в поперечном направлении— свойства жидкости. Всякая деформация полимера, выводя его из состояния равновесия, приводит к возрастанию свободной энергии и уменьшению энтропии [52]. микродефектах) утончается и образует «шейку». Иногда «шейка» образуется сразу в нескольких местах (на нескольких микродефектах) Напряжение, при котором начинает образовываться «шейка», называется пределом текучести от. По мере дальнейшего деформирования увеличивается доля материала, перешедшего в «шейку», и к началу III участка весь материал находится в «шейке». По внешнему виду «шейка» кристаллических полимеров напоминает шейку стеклообразных, но механизм образования их различен. В кристаллических полимерах образование «шейки» происходит в резутьтате .распада исходной кристаллической структуры и ориентации сегментов аморфных участков; пластической деформации сегментов в направлении деформации, ориентации частей кристаллитов в направлении действия силы где /—напряжение, приложенное к недеформированному образцу (расчет на поперечное сечение); G—модуль сдвига (или модуль жесткости); Я — отношение длины деформированного образца к исходной длине (длина измеряется в направлении деформации). Повышения температуры плавления гибкоцепного полимера можно достигнуть не только варьированием скорости и температуры кристаллизации, но и его растяжением. Такое явление особенно характерно для аморфных кристаллизующихся эластомеров и известно как ориентированное состояние полимеров. Поэтому различают понятия «кристаллический» и «кристаллизующийся» полимер. Это различие связано с релаксационными явлениями в полимерах. Кристаллическим называют полимер, в котором кристаллическая структура (независимо от ее количества) создана в процессе синтеза полимера, т. е. сформирована одновременно с формированием самих макромолекул. Кристаллизующимся называют полимер, который при синтезе получается аморфным, а кристаллические структуры возникают в нем в процессе деформации (обычно растяжения) при ориентации макромолекул в направлении деформации. Общим свойством кристаллических и кристаллизующихся полимеров является невозможность разделения образца на кристаллическую и аморфную фазы, так как в процессе формирования кристаллической структуры одна и та же макромолекула может входить и в кристаллическую, и в" аморфную области. Прочность и относительное удлинение ориентированных полимеров выше, чем у кристаллических полимеров из-за направленного расположения макромолекул. На стадии III после превращения всего образца в «шейку», в которой макромолекулы уже ориентированы в направлении деформации, полимер упрочняется и зависимость а — Д/// имеет примерна такой же вид, как на стадии I. На практике этим свойством пользуются для формования полимерных изделий в режиме вынужденной эластичности (в области вытяжки, см. с. 423)^и для получения ориентированного органического стекла (см с. 469). На стадии III после превращения всего образца в «шейку», в которой макромолекулы уже ориентированы в направлении деформации, полимер упрочняется и зависимость а — Д/// имеет примерна такой же вид, как на стадии I. На практике этим свойством пользуются для формования полимерных изделий в режиме вынужденной эластичности (в области вытяжки, см. с. 423)^и для получения ориентированного органического стекла (см с. 469). В процессе деформации материала связи каучук — сажа, образовавшиеся при смешении в хаотическом порядке, разрываются и вновь восстанавливаются в новых положениях, закрепляя на поверхности сажи молекулы каучука, частично ориентированные в направлении деформации. В результате происходят местная релаксация и выравнивание локальных перенапряжений. Чем выше проч-ностьх.связи наполнителя с каучуком, тем большее усиливающее действие он оказывает, так как при последующей деформации и сопутствующей ей ориентации молекул должно произойти большее увеличение напряжения, необходимого для разрыва. Таким образом, выравнивание напряжений в ходе деформации является одной Исследование процесса кристаллизации при наличии в расплаве или растворе полимера нормальных растягивающих напряжений показало, что существование механических напряжений в кристаллизующемся полимере приводит к образованию необычных в морфологическом отношении форм — сплюснутых сферолитов. Такие своеобразные структуры, напоминающие диски или пластины, нанизанные на общий стержень, получили название структуры типа шиш-кебаб45^47. Типичный пример структур такого типа46 приведен на рис. III.7, на котором изображена сильно ориентированная структура линейного полиэтилена. Направление деформации сдвига указано стрелкой, хорошо видны первичные фибриллярные образования, вытянутые в направлении деформации сдвига. На эти первичные фибриллярные образования нанизаны пачки ламелей, поверхности которых расположены перпендикулярно направлению ориентации. [8, 10]; пример структуры такого типа приведен на рис. 1.3, е, на котором изображена сильно ориентированная структура линейного полиэтилена. Направление деформации сдвига указано стрелкой. Хорошо видны первичные фибриллярные образования, вытянутые в направлении деформации сдвига. На эти первичные фибриллы нанизаны пачки ламелей, поверхности которых расположены перпендикулярно направлению ориентации.  Называются реакциями Названием препарата Названием соответствующего Нейтральный электролит Нейтральных соединений Нейтральное соединение Нейтральном растворителе Нейтрализуют бикарбонатом Нейтрализуют разбавленным |
- |
Навигация