Главная --> Справочник терминов


Реологических свойствах Течению расплава, сжимаемого между двумя параллельными дисками, как отмечалось ранее, присущи все характерные особенности течения при литье под давлением. Эту геометрическую конфигурацию и этот тип течения используют также в некоторых системах гидродинамической смазки и в различных приборах для реологических исследований асфальта и других вязких жидкостей. Пластометр Вильямса, работа которого основана на этом принципе, использовался в резиновой промышленности многие годы [27]. Недавно Лейдер и Берд [28] указали на преимущества этого простого геометрического решения для скоростных реологических испытаний полимерных расплавов.

реологических исследований применяются в технологии разнообразных производственных процессов, а также при разработке различных проектов и в конструкторских работах. Без знания реологического поведения, например, пластмасс и резиновых смесей невозможно проектировать и рассчитывать оборудование для процессов переработки полимеров в изделия (формование, вальцевание, шприцевание и каландрование). Оказалось, что знания, которые дают теория упругости и гидродинамика, для новых материалов недостаточны. Хотя пластичность — одно из наиболее характерных свойств материалов, однако теории пластичности металлов в случае полимеров оказываются неприменимыми. Реологические свойства низкомолекулярных и полимерных жидкостей имеют не только отличительные (обусловленные высокими молекулярной массой и вязкостью последних), но и сходные черты (активационный механизм вязкого течения). Среди различных реологических свойств полимерных систем их вязкостные свойства, являются наиболее важными [8; 18; 72; 6.1; 6.2].

Поэтому для оценки перерабатываемости широко используются приборы, сконструированные на базе лабораторных или промышленных экструдеров. В приборах такого типа пластикация полимера и нагревание до требуемой температуры осуществляется в экструдере, давление измеряется перед входом в головку, представляющую собой одну или несколько капиллярных трубок [52]. Преимуществом приборов такого типа является малая продолжительность пребывания полимера в зоне высоких температур, что особенно важно при исследовании ПВХ материалов. Пути совершенствования экструзиометров описаны в [63]. Однако приведенные выше специфические особенности расплава ПВХ, такие как агрегатное течение, химическое течение, псевдопластичность, а также пристенное скольжение, обусловливают особьге требования, предъявляемые к проведению реологических измерений. Интересные попытки учесть эти особенности приведены в [120]; они и были использованы авторами при разработке установки для реологических исследований.

Повышение внимания к упруго-пластическим свойствам волокнистых материалов связано также с тем, что, в отличие от наиболее ранних работ, в которых исследователи стремились описать взаимозависимость главных физико-механических показателей, в настоящее время объектами изучения становятся процессы формирования интересующих нас свойств в ходе изготовления материала. Среди факторов, определяющих прочность готовой бумаги, важнейшая роль принадлежит, по-видимому, длине волокон, которой и уделялось главное внимание в наиболее ранних работах [1, 2]. Но одной длиной частиц не удается объяснить такие явления, как, например, высокая прочность конденсаторной бумаги, значительная часть волокнистых частиц (фибрилл) которой в результате длительного размола сильно укорочена. Более глубокое исследование деформационных свойств волокнистых материалов на разных стадиях производственных процессов с использованием новых методов реологических исследований [3, 4] указывает на то, что при анализе прочности этих материалов необходимо учитывать целый ряд факторов, среди которых не последнее место, по-видимому, занимают деформационные свойства индивидуальных волокон и их изменения в ходе обработки.

По мере развития теории процессов переработки полимеров было установлено, что для правильного описания основных параметров технологического процесса большое значение имеют сведения о деформационных характеристиках расплава полимера, полученные в широком диапазоне температур и скоростей деформации. Зависимости такого рода получают экспериментально в процессе реологических исследований расплавов полимеров.

Теоретическое обоснование возможности распространения принципа температурно-временной суперпозиции на результаты реологических исследований было сделано в работах Г. В. Виноградова

Применение метода температурно-временной суперпозици позволяет существенно расширить интервал изменения значений скорости сдвига. Так, используя современные приборы для реологических исследований, удается охватить область изменения скорости сдвига шириной в 2—3 десятичных порядка. Обрабатывая полученные результаты методом температурно-временной суперпозиции, можно расширить область изменения скорости сдвига до 5—6 десятичных порядков (см. рис. 1.26, а).

В работе 3* показано, что экспериментальные данные динамических и реологических исследований растворов и расплавов, представленные в виде зависимостей lg ц' (CD)/TI = / (lg аат) и lg ra (Y)/TI = / (lg Y%)> ПРИ допущении у = со располагаются на

Экспериментальная проверка60 применимости уравнения (1.101) к результатам реологических исследований расплавов полимеров показывает, что это уравнение оказывается справедливым при изменении температуры в диапазоне примерно 30—40° К. Наглядное представление об этом дают графики зависимости от Igt] \IT (рис. 1.35).

Накопленный к настоящему времени богатый материал реологических исследований расплавов полимеров позволяет сделать следующие выводы о влиянии температуры на вязкостные свойства.

В качестве примера сошлемся на результаты реологических исследований полиэтилена ВД, для которого значение критического градиента скорости, ограничивающего область ньютоновского 'течения, увеличилось при изменении температуры от 120 до 250° С от V = 2-10~3 сек'1 до у = 8-10~2 сек'1.

Основной вопрос, рассматриваемый в данном разделе, это — как влияют различия в реологических свойствах компонентов на процесс смешения. В первом приближении эти различия можно выразить через отношение вязкостей.

Таким образом, из изложенного можно сделать вывод, что если полимер не удается переработать каким-либо методом формования, то причину этого следует искать в реологических свойствах, таких, как т); т (0; П+ (в); А?/; YI; ?2 и Я (In X).

пропорциональность, т. е. ц* (эффективная вязкость) —функция Р или du/dx (рис. 10.2, кривая /). Все эти аномалии в реологических свойствах полимерных растворов вызваны деформацией макромолекул или разрушением структуры, образованной макромолекулами. Чем больше размеры макромолекул, тем при меньших концентрациях проявляются межмолекулярные взаимодействия и начинаются отклонения от ньютоновского закона течения.

скорость релаксационных процессов. Внешне это проявляется в уменьшении эффективной вязкости. Основные характеристики механических свойств полимеров, полученные при использовании релаксационного спектра, дают возможность оценить не только их вязкостные свойства, но и высокоэластическую деформацию. Существующие представления о реологических свойствах полимеров позволяют предсказать их поведение при любых условиях течения, при любом методе переработки.

* [Современные представления о реологических свойствах полипропилена изложены в работах Г. В. Виноградова и др. (см., например, «Синтетические волокна», № 2, 7—11 (1965). — Прим. ред.]

турно-реологических свойствах;

Процессы каландрования основаны на реологических свойствах резиновых смесей; смеси приобретают заданные форму и размеры в результате механических воздействий — деформаций сжатия, растяжения, сдвига и кручения при определенных температурных режимах. При этом повышается пластичность смесей и снижается их вязкость, вплоть до перехода смеси в вязкотеку-чее состояние. При каландровании оформление смеси происходит в зазорах между валками каландра. Температурные режимы процесса устанавливают в зависимости от свойств исходных каучу-ков, состава резиновой смеси и ее склонности к подвулканизации. Скорость процессов регулируют в соответствии с особенностями проводимой операции, свойствами резиновой смеси, размерами и конфигурацией получаемого полуфабриката.

Процесс экструзии каучуков и резиновых смесей основан на их реологических свойствах и зависит от их пластичности и вязкости. Механическое и тепловое воздействия, которое они претерпевают в системе цилиндр—червяк машины, переводят обрабатываемый материал в высокопластическое вязкотекучее состояние, обеспечивающее получение заданной заготовки по выходе из головки машины. На экструзию существенно влияют также адгезионно-фрикционные свойства материала, определяющие его движение от зоны загрузки к зоне формования и головке червячной машины. Качество профилированных заготовок зависит от состава резиновой смеси, ее вязкости и пластичности, когезионной проч-

точность соединений в первом случае 5 три раза выше прочности соедине-шй, отвержденных при комнатной тем-1ературе. Это вызвано, по-видимому, зазличием в реологических свойствах \ смачивающей способности клея зри формировании пленки на субстрате.

рочность соединений в первом случае во три раза выше прочности соедине-йй, отвержденных при комнатной тем-гратуре. Это вызвано, по-видимому, азличием в реологических свойствах zo

Помимо химических и физико-химических показателей вискозы характеризуются технологическими свойствами — фильтруе-мостью, прозрачностью, зрелостью, прядомостью. Химический состав вискоз и технологические свойства будут рассмотрены в разделе «Подготовка вискозы к формованию». Здесь же остановимся на некоторых физико-химических и реологических свойствах вискоз.




Раскрытие пиридинового Рекуперативных теплообменников Релаксация напряжения Релаксации полимеров Релаксации составляет Релаксационные состояния Релаксационными процессами Релаксационной спектрометрии Релаксационного поведения

-
Яндекс.Метрика