Главная --> Справочник терминов


Реологическими свойствами Бутадиеновые каучуки, получаемые в растворе. К этой группе каучуков относятся статистический СКДЛ, получаемый в присутствии литийорганических соединений, и стереорегулярные цис-\,Ь-полибутадиены, образующиеся под влиянием титановых, кобальтовых и никелевых каталитических систем (СКД, СКД-2, СКД-3). Эти каучуки имеют различные молекулярные параметры, в связи с этим они отличаются реологическими характеристиками, стойкостью к термомеханической деструкции, морозостойкостью и некоторыми другими свойствами вулканизатов.

В зависимости от реологических свойств и условий смешения тот или другой компонент может образовывать непрерывную фазу, причем фаза с меньшей вязкостью стремится заключить в оболочку (капсулировать) фазу с большей вязкостью [25]. Кроме того, могут возникнуть условия, при которых оба компонента образуют «непрерывную» фазу. Расположение, размеры и морфология диспергируемой фазы зависят от условий смешения и связаны с реологическими характеристиками обеих фаз [26]. И, наконец, как показали Уайт и Токита [27], один из полимеров (или оба полимера сразу) может дробиться, образуя крошку, что и определяет состав непрерывной фазы, а также размеры глобул или доменов. Это одна из важных проблем, с которой сталкиваются при переработке каучуков, например полибутадиенов. Этот тип дробления напоминает поведение твердых веществ при диспергирующем смешении.

Рассчитаем Z (t) и Q (t) в распределителе с размерами R = 2,54 мм и /. = 25,4 см 'при течении полимерного расплава со следующими реологическими характеристиками: т = 2,18-Ю4 Па-с и п = 0,39. Давление на входе в распределитель равно Рл ,= 20,6 МПа.

14.3. Относительный перепад давления на участках распределителя и вдуска при литье под давлением. Рассмотрите кривые изменения давления и места расположения датчиков давления, представленные на рис. 14.2. Предположив, чго процесс заполнения изотермический, пренебрегая поворотами распределительного канала и удаленностью датчика Р3 от впуска, рассчитайте падение давления на участке распределителя (Pj — Ра) и на участке впуска (Р2 — РЗ) за время 0,7 с. Расстояние между датчиками Pt и Р., равно 20,3 см, ширина канала распределителя 0,99 см, а его глубина 0,8 см. Впуск имеет следующие размеры: ширина — 0,63 см, длина — 0,16 см, глубина — 0,23 см. Использовался расплав полистирола со следующими реологическими характеристиками' In T ~ Av • г At In у + Лц (In Y'a "^ AZT + А-}.,Т--{-

Можно привести множество других примеров, которые позволяют сделать следующий вывод: неудовлетворительные технологические свойства полимера чаще всего не связаны с его реологическими характеристиками на стадии окончательного формования, а обусловлены неспособностью полимера выдерживать без нежелательных последствий термическое и механическое воздействие, которому он подвергается в процессе переработки. К числу свойств, которые обусловливают плохую перерабатываемость полимера, следует отнести малую насыпную плотность, низкий коэффициент трения, низкую вязкость расплава, склонность к термической и окислительной деструкции, а также когезионное разрушение при малых удлинениях, ответственное за плохое диспергирование добавок при смешении полимеров на вальцах.*

мальное эластическое восстановление, чтобы исключить усадку сформованной галоши после удалении сердечника из матрицы. Долгое время для этого процесса использовали смеси на основе бутадиенового каучука СКВ-60, и с прекращением его производства были разработаны смеси с близкими реологическими характеристиками па основе современных каучуков СКМС-ЗОАРКПН (вязкость по Мупи 27 37 ед.) + СКД-ЛР'или СК.И-3, Пластифицированные низкомолекулярным полиэтиленом или атактическим полипропиленом смеси на основе этих каучуков имеют более высокую текучести, чем смеси из СКЬ-60, в широком интерпале скоростей сдвига (рис. 126). Применение таких смесей позволило мри хорошем качестве изделий обеспечить высокую производительность штамп-прессов.

текучих свойств при переработке является преждевременная вулканизация или подвулканизация, которую оценивают показателями склонности к подвулканизации. Оценку вязкотекучих свойств осуществляют с помощью методов, которые рассматривает реология. Реологией называют область физики, изучающую законы деформации и течения материалов под действием внешних сил. Деформация может быть определена как изменение размеров и формы тела, т. е. изменение расстояний между различными точками или частицами тела без нарушения его сплошности. Реальные тела дискретны, так как состоят из отдельных частиц (молекул, атомов), связанных между собой силами взаимодействия (притяжения и отталкивания). Поэтому для описания полного напряжения в какой-то точке тела надо знать 9 компонент тензора напряжения. В отдельных случаях, когда на относительные перемещения частиц наложены определенные условия, деформация и напряжение могут быть определены полностью одним числом. К таким случаям можно отнести изотропное расширение (сжатие), простой сдвиг и простое удлинение. Учитывая упомянутые выше особенности механической деформации эластомеров, можно сделать вывод, что важное значение в технологии их переработки имеют две основные реологические характеристики материалов — вязкость и упругость. Они, в свою очередь, зависят от молекулярной структуры эластомера, молекулярной массы, молекулярно-массового распределения, состава резиновой смеси и от многих других факторов, а также от условий переработки, таких как температура, давление и скорость течения. Таким образом, для выбора технологического процесса, оборудования и оптимизации условий переработки эластомеров необходимо глубокое понимание взаимосвязей между реологическими характеристиками, составом резиновой смеси, характеристиками структуры каучука, с одной стороны, и между реологическими характеристиками и условиями переработки, с другой.

ставляющая связана с реологическими характеристиками резины и условиями трения следующим уравнением [28]:

Рис. 2.13. Схема затекания упруговязкого адгезива (с реологическими характеристиками G, v\) в сходящиеся щели глубиной Я, образованные полусферическими

Теоретические принципы экструзии полимеров, основанные на данных переработки термопластов, опубликованы в монографиях Мак-Келви [1] и Бернхардта [2]. Последующие публикации в значительной степени обобщены Тернером [3]. Эти данные позволяют связать производительность червячной машины с ее конструктивными параметрами, реологическими характеристиками перерабатываемого материала (главным образом вязкостью расплава термопластов) и частотой вращения червяка.

странить на высшие коэффициенты взаимодействий в степенном ряду с]. При малых градиентах q течение будет неустойчивым и свободные струи будут разрушаться под действием поверхностных сил (капельный распад). При очень высоких q течение снова становится неустойчивым и струя претерпевает хрупкий разрыв. Между этими двумя пределами, также являющимися реологическими характеристиками системы, продольное течение устойчиво; схематически это представлено обобщенной кривой на рис. 19.

С реологической точки зрения резиновая смесь обычно представляет собой систему с более или менее выраженными тиксо-тропными свойствами, которые объясняются перераспределением связей сажа •— каучук при внешних воздействиях. Хотя влияние типа сажи на реологические свойства смесей может быть значительным, течение сажевых смесей определяется в основном реологическими свойствами соответствующих каучуков.

высокопрочных смесей, обладающих также необходимыми реологическими свойствами на всех стадиях технологического цикла. В связи с актуальностью создания механически прочных невулканизованных смесей рассмотрим подробнее природу их прочности.

Современные машиностроительные конструкции имеют, как правило, в своем составе разнообразные механические элементы в виде пакетов, плит, пластин, оболочек, присоединенных масс с большим количеством упругих и вязкоупругих связей, выполненных из материалов с различными реологическими свойствами. Рассмотрим механическую систему, в которой реологические свойства деформируемых элементов существенно различны, часть элементов — упругие, остальные — вязкоупругие с различными функциями наследственности.

Наиболее ярким примером объектов, обладающих такими реологическими свойствами, являются расплавы ПЭНП (рис. 6.15). На этом же рисунке представлены теоретические кривые, рассчитанные для каучукоподобной жидкости Лоджа [уравнение (6.3-13)], при расчете которых использована функция памяти, справедливая при условии малых деформаций и малых скоростей деформации:

В заключение главы остановимся вкратце на наиболее важных аспектах зависимости реологии полимеров и их технологических свойств от молекулярной структуры. Прежде всего надо уяснить, как молекулярная структура полимера, определяемая современными экспериментальными методами, связана с реологическими свойствами расплава, измеряемыми на реометрах. Следующая задача состоит в установлении связи между обеими этими характеристиками полимеров, их технологическими свойствами и поведением при переработке (в особенности их формуемостью и свойствами изделий).

Хотя обе эти задачи находятся в центре внимания исследователей, значительно больше известно о связи между молекулярной структурой и реологическими свойствами. Причина этого состоит в том, что реологические эксперименты гораздо проще, свободны от геометрических сложностей и неизотермических эффектов, проводятся в строго контролируемых условиях с использованием хорошо управляемых приборов. Поэтому к настоящему времени для монодисперсных полимеров можно считать более или менее установленной зависимость между % и молекулярной массой. Аналогич-

Создание давления и перекачивание расплава характеризуют переработку полимеров больше, чем любая другая элементарная стадия. Особенности перерабатывающего оборудования в значительной степени определяются реологическими свойствами расплавов полимеров, и в частности их высокой вязкостью. Наряду с высокой производительностью это является причиной, обусловливающей необходимость работы с относительно большими давлениями. Обычно применяют давления экструзии до 50 МПа и давления впрыска при литье под давлением — до 100 МПа. В гл. 9 было показано, что высокая вязкость полимеров неизбежно приводит к существенному диссипативному разогреву во время течения. Это обстоятельство в совокупности с низкой теплопроводностью полимеров заставляет использовать в конструкциях перерабатывающего оборудования мелкие каналы, позволяющие эффективно регулировать температуру расплава за счет теплообмена через наружные стенки. Кроме того, чувствительность полимеров к температурной и механической деструкции накладывает строгие ограничения на среднюю величину времени пребывания полимера в перерабатывающем оборудовании; этим объясняется преимущество машин с небольшой шириной функции распределения времен пребывания.

давления, получаемого этим методом, не зависит от реологических свойств жидкости, хотя, как правило, целью создания давления является течение, параметры которого определяются реологическими свойствами жидкости. Движение как результат внешнего механического воздействия, относящегося к типу «статического сжатия», характерно для перемещения сыпучих материалов, рассмотренного в разд. 8.11. Характерной особенностью такого течения является то, что подвижная наружная стенка перемещает часть находящейся в объеме жидкости. Этот метод создания давления широко используется при переработке полимеров, например, литьем под давлением, прессованием, экструзией с применением двухчервячных экстру-деров с противоположно вращающимися червяками и шестеренчатого насоса.

жидкостей с одинаковыми реологическими свойствами (п •— 0,5). Проведено два эксперимента: 1) внешний цилиндр вращается по часовой стрелке в течение 1 мин со скоростью 10 об/мин; 2) внешний цилиндр вращается попеременно то по часовой стрелке, то против часовой стрелки в течение 15 с в каждом направлении со скоростью 20 об/мин. Общее время вращения составляет 2 мин. В каком случае достигается лучшее смешение?

13.7. Определение перепада давления в головке со спиральным дорном * . Рассмотрите головку со спиральным дорном, аналогичным показанному на рис. 13.20, в. Получите приближенное уравнение для определения перепада давления, необходимого для подачи расплава полимера с известными реологическими свойствами (пусть, например, известны константы степенного закона т и я). Взаимодействием между винтовым потоком внутри каналов и осевыми потоками между цилиндрическими поверхностями можно пренебречь. Конусность стенок канала можно не учитывать, считая его цилиндрическим. Выразите полученное уравнение через параметры m я и Q, число и размер отверстий и винтовых каналов, их угол подъема, а также через расстояние между цилиндрическими поверхностями и их общую Длину. Используйте рис. 13.31. ..

Проанализируйте конструкцию В. Докажите, что при перемещении дорна в осевом направлении эта головка может быть использована в принципе для формования любых расплавов с различными реологическими свойствами.




Рекуперативные теплообменники Рельефное изображение Релаксации напряжения Раскрытие трехчленного Релаксационные характеристики Релаксационных состояниях Релаксационным процессом Релаксационного максимума Рентгенография электронография

-
Яндекс.Метрика