Термины, связанные с цементом. Сдвиговые напряжения

Главная --> Справочник терминов

Сдвиговые напряжения сдвиг может привести к конформационным перестройкам в полимерном субстрате. Сдвиговые деформации приводят к перестройке всей надмолекулярной организации полимера. Деформируемость полимерных тел при сдвиге характеризуется интегральной характеристикой, какой является модуль сдвига G. Так как Е = 3 G, то

Пример 6.2. Малоамплитудные колебания линейного вязкоупругого тела Вычислим реакцию линейного вязкоупругого тела на приложенные синусоидально сдвиговые деформации. Используем определяющее уравнение (6.3-8):

Для вальцов характерен сложный механизм течения под действием перепада давления, наложенного на вынужденное течение жидкости между непараллельными пластинами. В разд. 10.5 было показано, что валки на вальцах могут вращаться с различными окружными скоростями, вследствие чего в зазоре вальцов возникают сдвиговые деформации и при соответствующем температурном режиме на одном из валков образуется слой вальцуемого материала. Величину зазора между валками устанавливают в зависимости от адгезионных свойств вальцуемого материала, от его способности прилипать к поверхности одного из валков. Некоторые материалы имеют склонность прилипать только к определенному валку (например, бутил-каучук покрывает валок, вращающийся с большей скоростью). Уайт и Токита [27 ] исследовали влияние реологических свойств эластомеров на их поведение при вальцевании. В процессе вальцевания постоянно подрезают вальцуемое полотно и многократно пропускают его через зазор вальцов, вследствие чего происходит перераспределение элементов поверхности раздела внутри системы. На меленьких вальцах эта процедура осуществляется вручную, и степень усреднения смеси зависит от мастерства оператора. На больших вальцах нож оператора заменяет крутящееся колесико или плуг, которые непрерывно режут вальцуемое полотно на ленты и перераспределяют их. Такое перераспределение необходимо, по-

На РИС 1 3 представлена схема различных сдвиговых деформаций, возникающих при действии касательных напряжении и широко распространенных при переработке эластомеров и их Дологических испытаниях. Сдвиговые деформации обычно не являются «чистыми» (см. рис. 1.3, а в том смысле что они сопровождаются вращением элементов объема [22]. Деформация чи-стоТо однородного сдвига приводит к такому же превращению круга, нанесенного на боковую грань единичного куба в эллипс как и при простом сдвиге, но без его поворота (рис. 1.3,6;. При

нормальное ведение технологических процессов. Так, в начальный период резиносмешения, обычно при обработке ряда синтетических каучуков, таких, как бутадиеновый и бутиловый, а в определенных условиях — НК и БСК, возникает скольжение материала относительно стенок и роторов резиносмесителя. Процесс смешения при этом практически прекращается, энергия привода дочти не расходуется, распределения и диспергирования ингредиентов не происходит, поскольку сдвиговые деформации не реализуются из-за нарушения граничного условия вязкого течения (vXw =5^=0 или v\w =^=

Важнейшее значение для оценки пригодности шнекового пластика-Юра имеет эффективность системы охлаждения машины, поскольку сдвиговые деформации, необходимые для гомогенизации или диспер-гирования, без эффективного отвода тепла приводят к чрезмерному Повышению температуры материала и ухудшению качества ПВХ Материалов. Кроме того, в результате повышения температуры и связанного с этим уменьшения вязкости снижается эффективность Диспергирования и гомогенизации. Обычно для того, чтобы выдерживать заданный температурный режим в шнековых пластикаторах, оказывается необходимым водяное охлаждение корпуса машины и по возможности шнека.

материала представляют отношения сг к е и а к е. Первую величину называют динамическим модулем, вторую — динамической вязкостью т*. Если речь идет о деформации растяжения — сжатия, то говорят о динамическом модуле упругости при растяжении (Е*), если рассматриваются сдвиговые деформации, то измеряемой величиной является модуль сдвига (G*). Ниже для

Аналогичные по смыслу эксперименты, в которых исследовались сдвиговые деформации, были выполнены Робертсоном и Джойнсоном [33] на образцах ориентированных полиэтилена и полипропилена. В обоих случаях на зависимости критического значения сдвигового напряжения от угла ср, образованного направлениями первичной ориентации и сдвига, наблюдались два неравных максимума. Этот эффект был объяснен легкостью изгибания цепей (предполагается, что это явление доминирует при Ф = 45°) по сравнению с межфибриллярным скольжением (считается, что этим процессом определяется переход через предел текучести при ф = 135°). Это объяснение по существу эквивалентно предположению о возникновении эффекта Баушингера, который сводится к утверждению о том, что труднее растянуть ориентированные цепи, чем их сжать.

На взаимную растворимость полимеров в растворе оказывает влияние напряжение сдвига. Сдвиговые деформации приводят к деформированию капелек жидкости, вытягиванию их в направлении сдвига. Тепловое движение разрушает возникающие сильно анизо-метричные частицы жидкости, и последние дробятся на более мелкие капли. Дробление может происходить до те~х пор, пока размеры капли не окажутся близкими к толщине переходного слоя на границе

Существенной особенностью приготовления резиновых смесей на вальцах является необходимость ведения процесса в условиях монолитного состояния композиции, поскольку смешение идет в зазоре между двумя параллельными вращающимися навстречу друг другу цилиндрическими валками, расположенными в горизонтальной плоскости (рис. 2.5). Монолитизация достигается переводом каучука в вязкотекучее состояние с последующим вводом в него компонентов смеси мелкими порциями с целью предотвращения раскрошквания смеси. В ходе смешения осуществляется интенсивное охлаждение смеси водой, подаваемой во внутренние полости валков. Система приводных и передаточных шестерен обеспечивает подвод мощности и регулировку скоростей вращения валков. Чтобы создать сдвиговые деформации в зазоре, валкам сообщают различную окружную скорость. Это характеризуется фрикцией f вальцев, равной отношению скоростей вращения заднего и переднего валков. Для удобства работы передний (рабочий) валок имеет меньшую скорость вращения.

РАЗБУХАНИЕ СТРУИ И ОБРАТИМЫЕ СДВИГОВЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ЭКСТРУЗИИ ПОЛИЭТИЛЕНА

ТПА отличается от других синтетических каучуков, например полибутадиена, более широким ММР [2]. Даже при высокой вязкости полимера (вязкость по Муни при 100 °С около 125) наличие относительно низкомолекулярных фракций придает ему хорошую обрабатываемость и пластичность. С другой стороны, высокомолекулярные фракции вызывают высокие сдвиговые напряжения. Температурная зависимость вязкости по Муни для ТПА [36] показывает, что даже при температурах обработки вязкость его остается достаточно высокой, чтобы обеспечить быстрое поглощение и распределение наполнителей. ТПА легко компаундируется на вальцах или в смесителях типа Бенбери, резиновые смеси хорошо шприцуются и каландруются.

Таким образом, согласно уравнению ЛВУ при вискозиметри-ческих течениях существуют только сдвиговые напряжения т13 = т21, которые асимптотически стремятся к значению —\а\. Поведение вязкоупругих сред при установившихся режимах течения ньютоновское, поскольку — T13/v = (i.

мируемый твердый стержень придвигается к движущейся нагретой поверхности. Граница стержня имеет незначительную скорость в отрицательном направлении оси у, которая может несколько изменяться при изменении х. Однако можно считать, что при определенном значении х стержень обладает достаточной прочностью, чтобы выдержать сдвиговые напряжения, возникающие в пленке расплава и тем самым препятствовать возникновению компоненты скорости в направлении оси х.

подводимая энергия, которую можно выразить интегральным произведением деформации на сдвиговые напряжения в смеси; заправка выгружается, когда удельное энергопотребление достигает требуемого уровня;

Свойства полимерных материалов изменяются под влиянием внешних энергетических воздействий. При переработке из расплава на полимер воздействует внешнее тепловое поле и сдвиговые напряжения, при эксплуатации изделий — механические статические и переменные напряжения, световая радиация, возможно воздействие химически активной среды, в том числе кислорода воздуха. Все эти факторы приводят к ухудшению свойств полимеров и в ряде случаев к утрате изделиями из пластмасс своих потребительских качеств. Процесс ухудшения физических свойств полимерных материалов принято называть старением.

Таким образом, при правильном подходе к конструированию перемешивающих устройств для полимерных растворов должны быть .найдены оптимальные скорости вращения дисков и лопастей мешалок. Пока, к сожалению, эти вопросы еще мало изучены, и реальное конструирование устройств проводится на основе продолжительных эмпирических поисков. Отметим, кстати, что в производстве искусственных волокон в последнее время наблюдается тенденция к использованию высокоскоростных растворяющих устройств, создающих большие сдвиговые напряжения. При этом скорости 'растворения полимерных систем, точнее, скорости гомогенизации концентрированных растворов, увеличиваются в несколько раз.

Своеобразные явления наблюдаются при нанесении лаков и красок с помощью кисти или других приспособлений, создающих высокие скорости сдвига и соответственно большие сдвиговые напряжения. Как известно, эффективная вязкость резко снижается при высоких скоростях сдвига, и поэтому при нанесении краски достигается хорошее распределение ее, а после снятия сдвиговых напряжений вязкость возвращается к исходной.

Пигменты могут вводиться в растворитель одновременно с полимером, но целесообразнее, когда их предварительно смешивают в шаровой мельнице. Смесь пигментов и наполнителей обычно диспергируется в небольшом количестве растворителя или пластификатора, образуя высококонцентрированный раствор. При течении такого высоковязкого раствора развиваются значительные сдвиговые напряжения. Процесс размола пигментов и смешения осуществляется в шаровых мельницах или трехвалковых смесителях. Для придания изделиям желаемых оттенков в растворы полимеров добавляют различные красители.

* Этот важный вопрос в гл. 2 и 3 кциги затрагивается лишь вскользь. В действительности здесь используется тот фундаментальный факт, что любой тензор, содержащий все компоненты, не равные нулю, поворотом координатных осей может быть преобразован к диагональной форме, когда все компоненты, кроме диагональных, равны нулю. Это, в частности, означает, что при любом виде напряженного состояния в каждой точке тела могут быть однозначным образом выбраны три такие взаимно перпендикулярные направления, в которых действуют только- растягивающие (сжимающие), но не сдвиговые напряжения. То же относится к тензору деформаций. Подробно см. в литературе, указанной в прим. ред. на с. 27 — Прим. ред.

определении усилия сжатия, при котором сдвиговые напряжения между резиной и кордом достигают значения, равного прочности связи между материалами. В тот момент, когда воронкообразное углубление, возникшее на поверхности образца при его сжатии, исчезает (рис. V.14), измеряют нагрузку. Момент отслоения нити определяют визуально [90, 96] или с помощью тензодатчиков, контролируя значение внутренних напряжений [99].

Авторы работ [10, И, 14, 15] проводили свои исследования со* стеклопластиками, приготовленными на основе стеклоткани. В этом случае влияние силана на свойства материала в существенной мер& зависит от продолжительности и температуры цикла плавления. Кроме того, стекло использовали в виде обладающих наибольшей прочностью непрерывных нитей. Условия формования выбирали: так, чтобы отсутствовали сдвиговые напряжения. В случае полистирола использование силанов, содержащих эпоксидные группы, увеличивало прочность при изгибе на 90% в сравнении с образцом, армированным необработанным стеклянным волокном. В условиях повышенной влажности эта характеристика возрастает до 140%,

Составляет значительную Составляющей деформации Симметрии орбиталей Составление материального Состояния характерны Состояния переходят Состояния позволяет Состояния уравнение Состояние материала