|
|
|
Главная --> Справочник терминов Суммарной деформации Центрированных латексов в первую очередь для получений изделий из пенорезины, качество которых находится в прямой зависимости от концентрации латексов. Лишь при концентрациях ниже 25% латексы обнаруживают ньютоновское поведение. При больших концентрациях латексы — неньютоновские жидкости [29], и их вязкость зависит от среднего размера частиц (рис. 1) [30], полидисперсности [31], а также от состава межфазных слоев, стабилизирующих эти частицы [4]. С увеличением среднего размера частиц и полидисперсности при прочих равных условиях вязкость понижается. Это обусловлено тем, что при возрастании среднего размера частиц уменьшается частичная концентрация и суммарная поверхность раздела, а следовательно, уменьшается влияние защитных слоев. Известно, что система модификаторов адгезии, состоящая из резорцина, уротропина и высокодисперсной гидроокиси кремния, обеспечивает высокую прочность связи эластомера с химическими волокнами. Влияние системы модификаторов на механические свойства резин зависит не только от природы волокон, но и от фактора их формы. Это объясняют следующим. Прочность композиции пропорциональна фактору формы волокон. Если волокна очень длинные, суммарная поверхность контакта их с резиновой смесью весьма велика. Таким образом, волокна, длина и фактор формы которых выше критической, оказывают усиливающее действие на эластомер. Таково поведение полиамидных волокон в композициях. Существуют различные способы изготовления эластомерных композиций, наполненных волокнами: смешение волокон с эластомерами в виде твердой фазы, жидкого каучука, водной дисперсии или раствора эластомера в органическом растворителе. Однако в производстве резиновых технических изделий жидкие композиции не получили широкого распространения. В основном изготовление и переработку резиновых смесей, содержащих волокнистые наполнители, ведут на обычном оборудовании резиновой промышленности — на вальцах, в резиносмесителях и экструдерах. Суммарная поверхность, занимаемая молекулами эмульгатора в 100 мл водной фазы, равна Суммарная поверхность взвешенных частиц в эмульсии зависит от количества эмульгатора. Поскольку содержание эмульгатора при полимеризации остается постоянным, сохраняется постоянной и суммарная поверхность частиц. Но число частиц в системе и их размеры в процессе полимеризации непрерывно меняются. На ранних стадиях превращения, когда мыло еще находится в виде мицелл, число полимерных частиц резко увеличивается, гак как в мицеллах непрерывно зарождаются новые полимерные частицы. Однако общая масса полимерных частиц при этом возрастает незначительно. После исчезновения мицелл эмульгатора число частиц не увеличивается, но возрастают их масса и объем. По мере полимеризации объем частицы достигает определенной величины, при которой ее поверхность оказывается не полностью покрытой эмульгатором. Это приводит к слипанию отдельных частиц. Таким образом, увеличение поверхности полимерных частиц при полимеризации компенсируется уменьшением их числа вследствие слипания, а суммарная поверхность частиц в системе остается постоянной. Суммарная поверхность взвешенных частиц в эмульсии зависит от количества эмульгатора. Поскольку содержание эмульгатора при полимеризации остается постоянным, сохраняется постоянной и суммарная поверхность частиц. Но число частиц в системе и их размеры в процессе полимеризации непрерывно меняются. На ранних стадиях превращения, когда мыло еще находится в виде мицелл, число полимерных частиц резко увеличивается, гак как в мицеллах непрерывно зарождаются новые полимерные частицы. Однако общая масса полимерных частиц при этом возрастает незначительно. После исчезновения мицелл эмульгатора число частиц не увеличивается, но возрастают их масса и объем. По мере полимеризации объем частицы достигает определенной величины, при которой ее поверхность оказывается не полностью покрытой эмульгатором. Это приводит к слипанию отдельных частиц. Таким образом, увеличение поверхности полимерных частиц при полимеризации компенсируется уменьшением их числа вследствие слипания, а суммарная поверхность частиц в системе остается постоянной. Дисперсность наполнителей характеризуется размерами частиц и величиной удельной поверхности. Удельной поверхностью наполнителя называется суммарная поверхность всех частиц в 1 г наполнителя. По мере уменьшения размера частиц значительно увеличивается удельная поверхность наполнителя. Суммарная поверхность подогревателя бражки ^общ =/5+ 25 =100 ж2. Кожух теплообменника выполнен из горячекатаной трубы 0219 X X 6 мм, а теплообменная часть — из пучка 23 труб 022 X 2 мм. При применении горячей воды с температурой 65° С суммарная поверхность теплообменных трубок, смоченных жидкостью, составляет около 0,5 м2, при насыщенном паре с давлением 0,5 кгс/см2 — 0,22 м2. Производительность испарителя 75 кг/ч паров сжиженного газа. Диспергирующим смешением называют процесс, в результате которого происходит уменьшение размеров частиц до предельных и увеличение поверхности раздела фаз, а также возрастание однородности состава системы. Примером такого смешения может служить смешение технического углерода с каучуком. Первичные агломераты технического углерода под действием напряжений, возникающих при деформации смеси, дробятся на отдельные субмикроскопические или коллоидные частицы (которые все еще могут быть «сплавленными» агрегатами первичных доменов), растет их суммарная поверхность и поверхность контакта с полимером, увеличивается однородность см^си [18]. Несколько иные представления о механизме эмульсионной полимеризации были сформулированы Медведевым и сотр. [14, 86]. В соответствии с этими представлениями, хотя полимер-мономерные частицы и образуются из мицелл эмульгатора, суммарная поверхность частиц в процессе полимеризации остается постоянной, а все элементарные реакции (инициирование, рост и обрыв цепи) протекают в адсорбированном слое эмульгатора. При этом для скорости полимеризации получено выражение, отличающееся от (1.94): Wn = /СЭМС0Э5С\5 , где М- концентрация мономера в зоне реакции. границе наполнитель — воздух и наполнитель — каучук. Чем меньше измельчен наполнитель, т. е. чем больше суммарная поверхность его частиц и чем выше сродство полимера к нему (меньше SH_K), тем больше убыль свободной энергии и прочность связи между компонентами композиции. При смещении двух вязких жидкостей * площадь поверхности раздела между ними увеличивается. Бротман и др. [17], а позже Спенсер и Уайли [3] установили, что площадь поверхности раздела является количественной мерой процесса смешения. В настоящем разделе показано влияние суммарной деформации вязкой жидкости на величину площади элемента поверхности раздела. Это выражение, предложенное Спенсером и Уайли [3], показывает, что увеличение площади поверхности раздела зависит от начальной ориентации поверхности и суммарной деформации. При больших деформациях выражение (7.9-15) принимает вид Таким образом, получен важный вывод: увеличение площади поверхности раздела прямо пропорционально суммарной деформации. Следовательно, суммарную деформацию можно рассматривать как критерий количественной оценки процесса смешения. Таким образом, ширина полос обратно пропорциональна суммарной деформации. Кроме того, видно, что ширина полос пропорциональна начальному размеру кубика диспергируемой фазы и обратно пропорциональна объемной концентрации диспергируемой фазы. Следовательно, чем крупнее частицы и чем меньше объемная концентрация диспергируемой фазы, тем большая величина деформации необходима для достижения любого требуемого конечного значения ширины полос. Поэтому труднее ввести небольшое количество диспергируемой фазы в дисперсионную среду, чем приготовить смесь состава 1:1. деформаций площадь поверхности раздела оказывается прямо пропорциональной суммарной деформации. Следовательно, главным условием хорошего смешения является наличие больших деформаций компонентов смеси. Это требование должно быть дополнено не менее важным условием — распределением элементов поверхности раздела внутри системы [9]. Иными словами, хорошее ламинарное смешение достигается только при больших деформациях компонентов при условии макрооднородности смеси. Выражение (7.9-15) устанавливает связь между площадью поверхности раздела А, зависящей от суммарной деформации, и начальной ориентацией элемента поверхности. Дифференцируя выражение (7.9-15), получим: Ширина полос смеси обратно пропорциональна суммарной деформации. Это следует из выражений (7.8-1) и (7.9-16). Поэтому отношение ширины полос у стенки внешнего цилиндра (при максимальном значении радиуса Ra) к ширине Чтобы лучше понять природу этого явления, рассчитаем ФРД G (у), описанную в разд. 7.10. Доля материала, подвергшегося суммарной деформации у (или меньше у), эквивалентна доле материала, расположенной в смесителе длиной L между безразмерными радиусами р и Р [при значении радиуса р деформация у определяется выражением (11.3-7)]: Хорошее ламинарное смешение достигается лишь тогда, когда в смесителе расплав полимера подвергается большой суммарной деформации. При STOM удается существенно уменьшить композиционную неоднородность материала по сечению канала. Однако особенность профиля скоростей в экструдере заключается в том, что суммарная деформация, накопленная частицами жидкости, зависит от местоположения частиц. Следовательно, степень смешения по сечению канала неодинакова. А значит, и по сечению экструдата следует ожидать определенную композиционную неоднородность. Количественной мерой этой неоднородности могут быть функции распределения деформаций F (у) и / (у) dy. Проанализируем эти функции для экструдера с постоянной глубиной винтового канала червяка, используя простую изотермическую модель, описанную в разд. 10.2 и 10.3. В гл. 12 рассмотрен процесс смешения в пласти-цирующем экструдере, в котором плавление полимера влияет на вид функций распределения. Заменив величину ? на %с в (11.10-23) и (11.10-24), получим соответствующие выражения для у(с). Положениям ? и ?с соответствуют различные направления сдвига частицы жидкости. Это затрудняет расчет суммарной деформации частицы жидкости, циркулирующей между положениями ? и ?„, поскольку в зависимости от фактического значения ? и характера движения жидкости в пространстве между сердечником червяка и стенкой цилиндра может происходить частичное разделение смеси. Точное решение задачи требует определения траектории движения частицы в трехмерном пространстве и соотнесения увеличения площади поверхности раздела с инвариантами тензора деформации. Однако в качестве первого приближения можно допустить, что общая деформация равна сумме деформаций, накопленных в верхней и нижней частях канала, т. е. суммарная деформация, накопленная частицей жидкости за период времени t, равна: Доля времени tf (?) как функция ? и ?с определяется из (11.10-8), а соотношение между ? и ?с задается уравнением (11.10-6). Поэтому с учетом сделанного выше допущения можно без труда рассчитать суммарную деформацию как функцию ?. На рис. 11.27 представлено распределение суммарной деформации в зависимости от величины для различных значений Qp/Qd. Интересно отметить, что для чисто вынужденного течения минимальная величина деформации достигается, как и следовало ожидать, при = 23. Но при наличии противодавления (Qp/Qj < 0) минимум деформации может быть в любом другом месте. Так же, как время пребывания, суммарная деформация довольно равномерно распределена почти по всему сечению канала экструдера.  Сопровождается процессами Сопровождается разогреванием Сопровождается выигрышем Сопровождается возрастанием Сопровождается значительной Сопровождаться увеличением Сопровождающийся образованием Сопровождающихся образованием Сопровождаются выделением |
- |
Навигация