|
|
|
Главная --> Справочник терминов Продольной деформации Возникновение ориентированного состояния связано с появлением продольной вязкости и некоторых необычных релаксационных эффектов. С чисто кинетических позиций описанные приемы генерирования или сборки высокоориентированных систем связаны с реализацией продольного течения, характеризуемого продольным градиентом скорости и, соответственно, продольным коэффициентом вязкости. также продольным градиентом скорости, поскольку она определяется перепадом лииейной скорости перемещения соседних слоев в образце. Растяжение жидкостей было впервые изучено Трутоном в начале нашего столетия для очень вязких веществ (смол), которые не проявляют высокой Эластичности. По аналогии с уравнением Ньютона [уравнение (1)] он записал связь между скоростыо растяжения (продольным градиентом скорости) и нормальным напряжением в форме уравнения: Третьей конформацией, которую может принять макромолекула, является максимально вытянутая конформация, отвечающая минимуму потенциальной конформационной энергии. В зависимости от конкретного химического строения полимера эта конформация может представлять собой плоский трансзигзаг (у карбоцепных полимеров с простыми С—С-связями и без массивных боковых групп), спираль (у макромолекул с массивными боковыми группами) и некоторые другие. Для реализации такой конформации необходимо наличие силы, непозволяющей макромолекуле проявить свою гибкость и свернуться в клубок. (Это может быть внешнее или внутреннее растягивающее напряжение, поток с продольным градиентом скорости или межмолекулярное взаимодействие полимерных цепей в кристалле или жидком кристалле). Процесс сродни рассматриваемому ниже ориентационному стеклованию или даже механической кристаллизации. Условие стационарности, связанное с угловой скоростью барабана или зависящим от нее продольным градиентом скорости у — общее для всех систем, которые можно описывать методами релаксационной спектрометрии, т. е. в самом грубом приближении при введении в рассмотрение релаксационного спектра с некоторым характеристическим временем релаксации т* и стрелки действия. Условие стационарности в данном случае имеет вид: В этих опытах можно измерять эффективную вязкость или двойное лучепреломление в потоке: правда, в последнем случае важно исключить эффект формы, для чего надо работать в растворителе с таким же показателем преломления, что и у полимера. Такой прибор был сконструирован в ИВС АН ССР Брест-киным [84] и на нем (путем сопоставления максимально достижимого двулучепреломления с теоретически максимальным) было показано, что выше некоторых критических градиентов • скорости происходит полное развертывание гибкоцепных молекул. И хотя струя с продольным градиентом скорости, окружена тем же растворителем, выжимание растворителя из нее все же происходит. В результате образуется легко различимый сильно двулучепреломляющии шнур, который представляет собой фазу выпавшего из раствора ориентированного полимера — даже несмотря на относительную малость (zzl % или даже ниже первой концентрационной границы) концентрации. То, что это на самом деле фаза, следует из простых опытов: она исчезает при повышении температуры или понижении градиента (в последнем случае начинает мигрировать обратно бинодаль). мации растяжения de./dt = k fee размерность се/г') называется также продольным градиентом скорости, поскольку она определяется перепадом линейной скорости перемещения соседних слоев в образце. Растяжение жидкостей было впервые изучено Трутоном в начале нашего столетг^я для очень вязких веществ (смол), которые не проявляют высокой Эластичности. По аналогии с уравнением Ньютона [уравнение (1)] он записал связь между скоростью растяжения (продольным градиентом скорости) и нормальным напряжением в форме уравнения: Если / незначительно отличается от /0, то ///0 близко к единиц» Тогда, ограничиваясь первым членом ряда разложения для лога рифмической функции, получаем, что & = —-j-2-. Скорость дефор ыации растяжения dt,jdt = k fee размерность сек-1) называете также продольным градиентом скорости, поскольку она опред? ляется перепадом линейной скорости перемещения соседних слое в образце. Растяжение жидкостей было впервые изучено Трутоном в на чале нашего столетия для очень вязких веществ (смол), которы не проявляют высокой Эластичности. По аналогии с уравнение! Ньютона [уравнение (1)] он записал связь между скоростью растя жения (продольным градиентом скорости) и нормальным напряжи нием в форме уравнения: зывается неоднородным по радиусу. Во-вторых, существует определенная область перехода от течения с поперечным градиентом скорости к течению с продольным градиентом; существование этой области осложняет анализ реологических процессов, происходящих при отвердевании струек и превращении их в волокно (на это также неоднократно указывал Г. В. Виноградов); более того, при неудачно выбранном режиме формования переходная область может внести дополнительную «дезорганизацию» в структуру получаемого волокна. чены геометрическая равномерность кордных нитей; гомогенность смеси, которой обрезинен метадлокорд; постоянство калибра обрезиненного металлокорда; механическая нейтральность металлических кордных нитей, т. е. отсутствие продольной деформации после раскроя, что обеспечивает хорошую плоскостность стыкуемых слоев. Осевая составляющая сила /\ играет большую роль в повышении устойчивости струй. Она увеличивает их прочность на растяжение и жесткость. Наиболее отчетливо ее влияние проявляется при увеличении длины капилляров. Как было показано ранее (см. рис. 7.3), с увеличением отношения длины капилляра к его диаметру уменьшается расширение струй, что связано с преимущественной релаксацией нормального напряжения РЖ и относительным увеличением осевой силы fi. Проведенные эксперименты, в которых определяли напряжение при продольной деформации струй, вытекающих из капилляров с увеличивающимся отношением lid, подтвердили это предположение [6]. На рис. 7.9 показана зависимость напряжения от продольной деформации для трех струй, вытекающих из капилляров с lid, равным 1, 3 и 10. Кривые для больших значений lid идут круче. Начальный модуль упругости струй, рассчитанный на основании приведенных данных, возрастает с увеличением Ifd и для указанных капилляров равен соответственно 0,057; 0,092 и 0,120 Н/см2. Таким образом, струи, полученные при формовании на фильерах с большим отношением lid, обладают большей устойчивостью к различного рода воздействиям и формование на них протекает более устойчиво [13]. Целесообразно применять фильеры с //d^2. Хорошие результаты достигаются при применении стеклянных фильер с l/d=\0—15. Рис. 7.13. Зависимость напряжения в струе, подвергаемой продольной деформации, от кажущейся и фактической фильерной вытяжки. Способность к стабильному образованию струй имеет большое значение в производстве, так как от этого зависит обрывность, а следовательно, производительность труда и качество продукции. Это свойство прядильных растворов обычно называют прядомо-стью. Для определения прядомости предложено большое число методов. Наибольшее распространение получил метод Тиле [26]. Он заключается в определении длины жидкой струи, вытягиваемой стеклянной палочкой из вискозы при стандартных условиях. Чем больше струи, тем лучше прядомость. Однако этот метод не в полной мере отражает реальные условия, которые наблюдаются при формовании. Это обусловлено тем, что в производственных условиях на формующуюся жидкую нить действует дополнительно ряд сил: поверхностное взаимодействие прядильного раствора с фильерой и осадительной ванной, гидродинамическое сопротивление. При вытягивании нити стержнем из прядильного раствора эти силы не действуют. Поэтому более надежным методом характеристики прядомости является определение максимальной филь-ерной вытяжки, когда элементарные струи прядильного раствора подвергаются одновременно действию поверхностных сил и продольной деформации [27]. В зависимости от вязкости вискозы преобладает влияние того или иного фактора. Правая ветвь кривой на рис. 7.17 определяется условиями ко-гезионного обрыва [29]. Увеличение вязкости приводит к возрастанию энергии продольной деформации и, когда она становится равной энергии когезии, происходит хрупкий, или когезионный разрыв. При коагуляции элементарных струй происходит их продольная и поперечная усадка, вследствие чего в струях и нити возникают продольные и нормальные напряжения. Продольные напряжения вследствие усадки могут приводить к деформации нити в непосредственной близости от фильеры, где нить находится в жидком состоянии. Здесь они уравновешиваются нормальными напряжениями, возникающими при движении вискозы в капилляре, а также вязкоупругим сопротивлением продольной деформации самой вискозы. Попытка оценить силы, возникающие при усадке вследствие коагуляции, предпринята Медведевым [183]. Оригинальный метод косвенной оценки этих сил путем замера давления, возникающего в капле коагулирующего прядильного раствора, разработан Межировым [184]. Хрупкое разрушение происходит путем быстрого прорастания трещины в плоскости, нормальной к приложенной силе. При разрушении этого типа не наблюдается существенного уменьшения площади поперечного сечения в области разрушения и остаточной продольной деформации частей разрушенного образца. Предельное значение деформации обычно составляет доли процента. 1 и 2 — распределение компоненты относительной деформации удлинения, связанной с перестройкой профиля скоростей, по сечению струи экструдата (/ —7° = 100 сек"1, 2 — v = = 1 сек"1; 3 к 4 — распределение компоненты относительной деформации удлинения, связанной с существованием нормальных напряжений по сечению струи экструдата (3 — V — = 100 сек'1; 4 — 7=1 сек 1; 5 и 6 — суммарное распределение относительных деформаций, вычисленное по уравнению (11.74) (5—7= 100 сек'1; 6 — 7* = 1 сек'1). Точки — экспериментальные значения при 7 = 65 сек'1, заимствованные из работы59. Справа показана схема для расчета величины продольной деформации сжатия. Величина продольной деформации сжатия может быть рассчитана из условия постоянства объема полого цилиндрического образца: Точки — экспериментальные значения при у = 65 с ', заимствованные из работы [184], Справа показана схема для расчета продольной деформации сжатия.  Преимущественно получается Приведенные соединения Приведенных соединений Приведенная температура Приведенное уравнение Приведено несколько Приведите структурную Приводятся некоторые Приводится несколько |
- |
Навигация