ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Релаксационный механизм аномалии вязкости из "Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта" При рассмотрении механизма деформации элементарного объема расплава было показано, что деформацию сдвига величиной у можно получить методом наложения (суперпозиции) двух последовательных актов — растяжения элементарного объема вдоль одной из диагоналей и поворота этого объема на угол у/2 (см. рис. 1.6). [c.35] Уже Рейнер отмечал , что при ламинарном течении вязких жидкостей каждый элемент объема не только деформируется со скоростью сдвига V, но и вращается с угловой скоростью со = у/2. Рассматривая с этих позиций стационарное течение расплавов полимеров, можно считать, что каждый элементарный объем полимерного материала, вращающегося относительно поля напряжений с определенной частотой, подвергается периодической деформации растяжения с вдвое большей частотой , поскольку за один поворот каждое сечение дважды совмещается с направлением главного растягивающего напряжения. Таким образом, установившееся ламинарное течение является своеобразным аналогом динамического режима деформации, а эффективная вязкость, наблюдающаяся при стационарном течении расплава, — аналогом динамической вязкости . [c.35] Из такого подхода следует, что аномалия вязкости, так же как и все остальные особенности механического поведения полимеров, является следствием релаксационного механизма деформации полимеров и что все деформационные характеристики можно рассчитать, если известна основная релаксационная характеристика полимера — его релаксационный спектр (или спектр запаздывания). [c.35] Сущность метода температурно-временной суперпозиции применительно к результатам реологических испытаний состоит в том, что экспериментальные данные, полученные при различных температурах, могут быть совмещены параллельным перемещением вдоль оси логарифма скорости сдвига. [c.35] Из соображений размерности следует, что параметры тг и у должны входить в эту функцию [уравнение (1.58) ] в виде произведения. Более того, поскольку эффективная вязкость должна быть всегда положительна, а скорость сдвига у может иметь отрицательное значение, произведение yxi должно входить в функцию обязательно в четной степени, т. е. в виде выражения (тгу) где п—это любое целое число (1, 2,. . . ). [c.36] Рассмотрим несколько подробнее уравнение (1.65). Правая часть этого уравнения зависит как от скорости сдвига, так и от температуры. При этом очевидно, что если температура приведения выше температуры эксперимента, то коэффициент приведения % больше единицы, и наоборот. Отметим, что величина этого множителя зависит только от температуры и не зависит от скорости сдвига. [c.37] Умножив числитель и знаменатель левой части уравнения (1.66) на Тдрд/Тр, получим выражение, в котором левая часть может рас. [c.38] Аналогичным образом Следует умножить все значения напряжений сдвига на коэффициент Т р /Тр. Если экспериментальные данные представлены, как это обычно делается, в координатах lg V — 1 р, то это преобразование эквивалентно смещению кривой течения вдоль оси lg 7 на величину От и вдоль оси lg р на величину lg Торо1Тр (рис. 1.26, а). [c.39] Для использования этого преобразования требуется определить значения т) и т1о. Если в исходных экспериментальных данных существует область ньютоновского течения, эта задача оказывается достаточно простой. Если же в исходных экспериментальных данных область ньютоновского течения отсутствует, то значение т) при р — О определяется методом экстраполяции. С этой целью строится график зависимости lg (1/т1а) от р(рис. 1.27) и кривая lg (1/т а) = / (р) экстраполируется на значение р = 0. [c.39] Полученное значение т) используется для вычисления а . [c.39] С другой стороны, поскольку величина lg ат численно равна параллельному смешению кривой 1ё ( У) = / (1 Р). исходная кривая течения сдвигается относительно оси lg р на величину lg Горо/Тр, а затем перемещается параллельно оси lg у настолько, чтобы она наилучшим образом совместилась с кривой, полученной при температуре, выбранной в качестве температуры приведения. Определенное таким образом значение lg а-р следует сопоставить со значением, рассчитанным по величине г и т ( полученным методом экстраполяции. [c.39] Отметим, что если выбрать в качестве температуры приведения некоторое среднее значение обследованной области температур, то экспериментальные данные, полученные при более высоких температурах, сместятся в сторону меньших скоростей сдвига, а экспериментальные данные, полученные при низких температурах, сместятся в сторону более высоких скоростей сдвига. В качестве примера на рис. 1.26, а показаны кривые течения полиэтилена, приведенные описанным выше способом к температуре 204° С. [c.39] Применение метода температурно-временной суперпозици позволяет существенно расширить интервал изменения значений скорости сдвига. Так, используя современные приборы для реологических исследований, удается охватить область изменения скорости сдвига шириной в 2—3 десятичных порядка. Обрабатывая полученные результаты методом температурно-временной суперпозиции, можно расширить область изменения скорости сдвига до 5—6 десятичных порядков (см. рис. 1.26, а). [c.39] Вернуться к основной статье