ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Таблица перевода единиц системы GS в единицы СИ из "Вязкоупругая релаксация в полимерах" Процесс образования пленки начинается с испарения растворителя и заканчивается превращением жидкости в хорошо прилегающее к подложке твердое покрытие. Исходный раствор представляет собой вязкую жидкость, но она может обладать и некоторой эластичностью, твердые же тела обычно упругие и жесткие, однако промышленные материалы, используемые для изготовления покрытий, всегда проявляют как вязкостные, так п эластические свойства. [c.9] В настоящей работе излагаются результаты исследований, задачей которых было выяснение особенностей вязкоупругого поведения пленок и роли механической релаксации при нанесении и сушке пленочного покрытия. [c.9] Различие между жидкостью и твердым телом можно выразить количественно числом О. Жидкости, релаксирующие за доли секунды, характеризуются низкими значениями О, а твердые тела— высокими. Однако при достаточно большом времени наблюдения число О уменьшается до единицы и для твердых тел, а при использовании ударной нагрузки заметно повышается величина О жидкости. Поэтому наилучшим образом вязкоупругие материалы могут быть охарактеризованы проведением измерений в таких условиях, при которых число О изменяется в пределах нескольких десятичных порядков. [c.10] Практически значение t можно варьировать от 10 до КЗ с (10 С— это примерно 3 года— максимально известный срок продолжительности экспериментов). Таким образом, для исследования высокочастотной релаксации в жидкости экспериментатору следует повышать число О, применяя ударные нагрузки или колебательные режимы деформации с периодом, приближающимся к 10 с. Жесткие материалы целесообразно исследовать методами релаксации напряжения или низкочастотных колебаний при длительностях экспериментов, не меньших нескольких секунд. [c.10] В настоящей работе рассмотрены два метода ударных нагрузок и два метода деформирования в колебательном режиме для анализа характеристик процессов нанесения и образования пленок. [c.10] В момент нанесения пленки на подложку впервые проявляется роль числа Деборы. В зависимости от метода нанесения (напыление, нанесение кисточкой, накатка) в момент образования контакта возникают большие или меньшие напряжения сдвига. Между пленкой и подложкой образуется поверхность раздела и создаются условия для очень быстрого когезивного разрыва. [c.10] Можно предположить два вероятных механизма разрыва а) разделение двух параллельных поверхностей под действием растягивающих напряжений и б) скатывание жидкости с подложки. [c.10] В настоящем и следующем разделах рассмотрены общие для всех жидкостей условия, при которых только вязкие силы приводят к образованию разрыва. [c.11] Пленка может выдержать некоторое пороговое давление Ш, как это указано на рис. 1, выше которого происходит кавитация и значение давления становится неоднозначным. Пороговое давление изменяется в пределах от 10 до 100 атм. [c.12] Ограничения, накладываемые на значение Р, и наличие радиальных потоков делают пленку однородной, т. е. локальные напряжения в системе невелики и не сохраняются длительное время вследствие практически мгновенной релаксации. Разрыв может начинаться либо в самой пленке, либо на поверхности раздела, но развитие процесса вследствие кавитации и растяжения происходит в пленке. [c.13] С помощью уравнения (4) представляется возможным рассчитать эквивалентный радиус цилиндра R , при котором напряжение в системе выдерживается за счет низких значений Л, или большой величины произведения Ут . [c.13] На рис. 2 изображена схема, иллюстрирующая начало разрыва. Здесь эквивалентный радиус цилиндра в неразрушенном материале представляет собой расстояние от центра до поверхности образовавшихся полостей. Рост этих полостей продолжается до тех пор, пока пустоты не станут сплошными и сечение образца не разделится на отдельные нити. [c.13] Различные области напряженного состояния под валком и профиль давления в зазоре. Валок, движущийся со скоростью и, сжимает пленку в области входа. В системе возникают ламинарные сдвиговые напряжения и при переходе через граничное значение давления пленка при кавитации распадается на отдельные нити. [c.13] В предыдущих работах [6] для регистрации процессов, протекающих под валком (рост полостей и др. [7]), и расчета напряжений применяли скоростную кинофотографию. После начала процесса кавитации представляется возможным выделить три области (рис. 4) ламинарный сдвиг до начала образования полостей, формирование полостей и образование разделенных нитей. [c.14] Образовавшиеся нити удлиняются, и их поведение лишь приближенно отвечает уравнению Стефана, записанному для цилиндрической нити радиусом R , заменяющим радиус диска R в уравнении (2а). Завершение процесса релаксации происходит во время разрыва нитей, которые образуют гладкую пленку, так как поверхностное натяжение выравнивает шероховатости. [c.15] Уменьшению величины Р препятствует непрерывное растяжение нити. Вследствие этого Р снижается значительно медленнее, чем это предсказывается уравнением (5). Процесс протекает до тех пор, пока нить не разорвется при конечном растяжении hf. Энергия разрыва может быть найдена интегрированием работы усилия растяжения в интервале от до А . Влияние появления упругой компоненты растягивающей силы в дополнение к вязкой на профиль давления в зазоре демонстрируется на рис. 5. [c.15] Уравнения (5) и (8) идентичны. Показатель степени (/т, характеризующий скорость уменьшения напряжений, представляет собой не что иное, как величину, обратную числу Деборы. [c.16] Из дидактических соображений ньютоновскую жидкость можно представлять с помощью модели Максвелла, состоящей из последовательно соединенных демпфера, характеризующегося некоторым значением коэффициента вязкости т]о, и пружины с очень высоким модулем жесткости С , вообще не проявляющемся в обычных условиях измерений. Другими словами, модуль столь велик, что свойства системы достаточно точно моделируются жестким поршнем, перемещающимся в жестком цилиндре, заполненном вязкой жидкостью. [c.17] Единственным источником обратимых сдвиговых деформаций жидкости может служить деформация валентных связей. Величина характеризующая изменение валентных углов и межатомных расстояний, должна составлять 10 дин/см . Отсюда следует, что значение Ь окажется в пределах, регистрируемых обычными методами, лишь в том случае, когда т]о будет выше 10 пуаз. [c.17] Вернуться к основной статье