|
|
|
Главная --> Справочник терминов Температура материала Исследование диэлектрических свойств полимеров в широких температурно-частотных диапазонах является одним из наиболее эффективных способов установления особенностей их строения. Однако «отклик» полимерной системы на воздействие электрического поля определенной частоты отнюдь не эквивалентен «механическому отклику». Поэтому, хотя метод диэлектрических потерь может быть применен для выявления области стеклования или размягчения полимеров, температура максимума диэлектрических потерь может достаточно существенно отличаться от температуры структурного стеклования, так же как частота (при заданной температуре соответствующая максимуму) может отличаться от частоты механического стеклования. Именно несовпадение релаксационных переходов, отвечающих электрическим или механическим воздействиям, по температурной или частотной шкале дает дополнительную информацию об уровнях структурной организации полимеров. позволило объяснить это расхождение между теорией и экспериментом. В (9.8) коэффициент пропорциональности v определяется соотношением (9.2) . Температура максимума интенсивности РТЛ исходя из (9.8) и (9.2) определится соотношением Для каждого полимера характерна вполне определенная кривая высвечивания. Даже образцы одного и. того же полимера, если они различаются степенью кристалличности, концентрацией межмолекулярных связей и термической предысторией, имеют различные кривые РТЛ. Анализ положения максимумов на кривых высвечивания полимеров разных классов при различных скоростях размораживания образцов в предлеах (от 2 до 60 К/мин) показал, что увеличение скорости размораживания w сдвигает максимумы свечения в сторону высоких температур в соответствии с соотношением Т~^=А—Blgw. Здесь А к В — константы, характерные для данного полимера. Положение максимумов на кривой высвечивания зависит от дозы предварительного облучения; с увеличением дозы температура максимума в результате сшивания полимера смещается в сторону высоких температур. Для совместимых смесей полимеров характерно наличие лишь одного максимума РТЛ при температуре стеклования смеси, причем его положение меняется при изменении соотношения компонентов. Кривые РТЛ гетерогенных смесей полимеров представляют собой сумму кривых высвечивания отдельных компонентов, взятых в определенном соотношении. Здесь А' — постоянная, слабо зависящая от температуры; k — постоянная Больцмана; Гтах— температура максимума интенсивности на кривой высвечивания; Т' — температура низкотемпературной стороны максимума, при которой интенсивность термолюминесценции равна половине интенсивности в максимуме. и механические потери ПОЭ (Гмакс температура максимума потерь) 120°С в течение 2 ч, с различным содержанием диоксида титана рутильной модификации [92]. С ростом степени наполнения наблюдается повышение е' и уменьшение tg 8 покрытий во всем интервале температур, что обусловлено различием диэлектрических показателей эпоксидной пленки и пигмента: диэлектрическая проницаемость пигмента более чем в 30 раз больше, a tg б почти на два порядка меньше, чем у связующего [93, с. 229]. Кроме того, уменьшение тангенса угла потерь, очевидно, связано и с уменьшением в результате адсорбции на поверхности частиц пигмента концентрации полярных групп полимера, участвующих в дипольно-релаксационной поляризации. Температура максимума дипольно-сегментальных потерь меняется при увеличении степени наполнения пленок немонотонно, как и Т,, полимера. и механические потери ПОЭ (Гмакс температура максимума потерь) 120°С в течение 2 ч, с различным содержанием диоксида титана рутильной модификации [92]. С ростом степени наполнения наблюдается повышение %' и уменьшение tg б покрытий во всем интервале температур, что обусловлено различием диэлектрических показателей эпоксидной пленки и пигмента: диэлектрическая проницаемость пигмента более чем в 30 раз больше, a tg б почти на два порядка меньше, чем у связующего [93, с. 229]. Кроме того, уменьшение тангенса угла потерь, очевидно, связано и с уменьшением в результате адсорбции на поверхности частиц пигмента концентрации полярных групп полимера, участвующих в дипольно-релаксационной поляризации. Температура максимума дипольно-сегментальных потерь меняется при увеличении степени наполнения пленок немонотонно, как и Т,. полимера. Рис. 32. Зависимость скорости звука с (1) и тангенса угла механических потерь tg ? (2) от температуры в политетрафторэтилене вблизи Т„ (Гт—температура максимума механических потерь; Т; — высокотемпературная граница релаксационного процесса). Основная трудность заключается в расчете средней длины свободного пробега. Существуют два типа явлений, которые определяют эту величину: взаимодействия между фононами и взаимодействие фононов с дефектами. Для аморфно-кристаллических полимеров фонон-фонон-ное взаимодействие, по-видимому, является доминирующим механизмом при сравнительно высоких температурах. Следствием этого является зависимость х~\/Т. Если бы тепловое сопротивление полимеров было обусловлено только процессами переброса (^/-процессы), которые возможны при T Различие в значениях энергии активации релаксационных процессов приводит к тому, что при повышении частоты электрического поля температура максимума дипольно-сегменталь-ных потерь увеличивается значительно меньше, чем температура максимума дипольно-групповых потерь. Чем выше частота электрического поля, тем меньше разница между температурами максимумов различных релаксационных процессов, и при достаточно высокой частоте на температурной зависимости е" (или tg6) наблюдается лишь одна область максимума. Таким образом, для наилучшего разрешения всего релаксационного спектра полимера, т. е. для раздельного наблюдения всех релаксационных процессов необходимо определять температурную зависимость е" при низких частотах. териала. Если при этом температура материала постоянна, но отличается от базового значения Г0, то при условии, что коэффициенты ат и аш не коррелированы между собой, соотношение (2.58) будет иметь вид Было замечено, что критерий Бейли становится неприменимым для расчетов числа циклов до разрушения пластмасс, если увеличиваются частота и число циклов до разрушения. Основная причина этого — локальные повышения температуры в вершинах трещин вследствие многократных передеформаций зоны «микропластичности». При этом температура образца в целом заметно не увеличивалась, но локальные перегревы достигали 20 — 50 К. Но при более жестких режимах деформации идет разогрев и материала в целом. Наложение на статическую Дополнительной периодической нагрузки вызывает явление виброползучести. Основные причины эффекта — разогрев материала вследствие механических потерь. В начале действия вибраций, когда не произошло заметного разогрева, скорость ползучести не изменялась, но затем резко возрастала на 2 — 3 порядка, при этом заметно повышалась температура материала. После окончания впрыска клапан сопла закрывается, и через некоторое время, достаточное для подвулканизации резиновой смеси в литьевом канале с целью образования «пробки», инжекционный механизм отводится в исходное положение. Температура материала в области червяка и в формах поддерживается автоматически. После окончания вулканизации с помощью гидравлического привода 14 пресс- Для осуществления более точного проектного расчета таких технологических характеристик каландрования, как скорость и производительность процесса, температура материала, распорные уси- В экструдер специальной конструкции подается предварительно подготовленная смесь измельченных компонентов. Смесь захватывается шнеком, размягчается, перемешивается и пластициру-ется. Температура материала внутри цилиндра 80—95 °С, а на выходе 95—130 °С. Композиция выходит в виде жгута, который на выходе нарезается ножами и в виде небольших кусков попадает на транспортер, где охлаждается воздухом. Материал из нескольких экструдеров поступает на молотковую дробилку, измельчается и пневмотранспортом направляется в бункер с мешалкой. Здесь порошок перемешивается и через промежуточный бункер направляется на расфасовку. Можно показать, что v 'пропорциональна х и отсюда 'р = Для поддержания изотермических условий в смесителе скорость отвода тепла должна равняться скорости расхода механической энергии. При прочих равных условиях скорость отвода ~д;2, а скорость теплообразования ~х3. Поэтому обычно в большом смесителе температура материала 'выше и процесс диспергирования идет хуже. Таким образом, для этого частного важного случая средняя безразмерная температура материала 9т является функцией только критерия Fo. Этот вывод 'использован ниже в разделе масштабного моделирования смесителей. Из рис. 3.19 видно, что при Fo«8 — 10 и Bi>0,5 температура всей пластины становится равной температуре поверхности и наступает тепловое равновесие, или стационарный режим, если температуры с обеих сторон различны. Существуют различные методы моделирования работы червячных машин. Согласно Мак-Келви, если температура материала не является лимитирующим услоьием, то инвариантной величиной при моделировании выбирают частоту вращения червяка. При этом производительности модельной и промышленной машин будут относиться как кубы их линейных размеров. Однако при таком подходе относительная теплоотдача будет уменьшаться пропорционально размеру экструдера, вследствие чего неизбежен перегрев материала в промышленной машине. Такимуобразом, этот простой метод не подходит во всяком случае при моделировании экструде-ров для резины, если только не принимается каких-либо эффективных мер для резкой интенсификации теплообмена с увеличением размеров установки. где Ср — равновесное влагосодержание продукта, кг/кг; 9 — температура материала, "С; т, n, p, q —коэффициенты, зависящие от вида полимерного материала; для ПВХ-С-70 при значениях коэффициентов m = 8,2943, n = 0,0122, p = 1,3148 и q = 0,00038 равновесны6 условия рассчитаваются со средней относительной погрешностью 7%. где G — производительность шнекового пластикатора; ср — удельная теплоемкость перерабатываемого материала; Твых — температура материала на выходе из пластикатора; Гвх " температура в материале на входе в пластикатор; С — коэффициент пропорциональности; т — напряжение сдвига в материале; D — наружный диаметр шнека; п — частота вращения шнека. Увеличения, производительности экструдеров на 25% и более без изменения качества изделия можно достичь с помощью специального устройства, устанавливаемого перед цилиндром, с помощью которого материал поступает в цилиндр с оптимальной температурой. В этом случае цилиндр имеет рубашку охлаждения для регулирования отвода тепла, и основными контролируемыми параметрами являются температура материала на выходе цилиндра, а также температура и расход охлаждающего агента. При использовании такой схемы температура материала практически не зависит от частоты вращения червяка.  Температуре разбавляют Тщательно встряхивают Температуре содержимое Температуре существует Температуре выдерживают Температуре указанной Температурный коэфициент Температурные зависимости Температурных зависимостей |
- |
Навигация