ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние температуры на реологические свойства расплавов из "Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта" Максимальное значение функции Н х) = Н (tq) = Н (tj) у всех полимеров примерно одинаково и составляет около 1 10 — 3-10 дин см . Это постоянство предельного значения функции И (т) объясняется тем, что жесткость элементарного сегмента, ответственного за деформацию при высоких скоростях нагружения, у всех полимеров примерно одинакова. Экспериментальные данные 62, юэ показывают, что Я(то) изменяется в пределах 1,Ы0 —3 10 дин см . [c.44] Величина — по существу момент, когда начинается резкое увеличение крутизны кривой течения, сопровождающееся возрастанием значений п. При этом величина dig Н x)/d Ig т резко уменьшается до значений, близких к нулю. В области ВС индекс течения расплава с уменьшением скорости сдвига медленно уменьшается, а угловой коэффициент логарифмического спектра равен примерно —1/2 (см. уравнение 1.82). [c.44] Выражение (1.84) — это уравнение прямой, проходящей через точку с координатами 1 Тх и lg Я (то) и имеющей угловой коэффициент, равный —1/2. [c.44] Следовательно, величина нормированного значения Т1 для всех полимеров будет одинакова, а это означает, что релаксационные спектры расплавов различных полимеров могут быть совмещены друг с другом простым параллельным переносом вдоль оси абсцисс (ось 1 т) на величину lg т]. [c.45] Сопоставление значений г а г, рассчитанных по формулам (1.91 и 1.92), с результатами экспериментов для бутадиен-стирольного каучука европрен 1500, НК и СКИ-3 приведено на рис. 1.33. [c.46] Наличие переменного верхнего предела отражает влияние механического стеклования тех элементов структуры, время релаксации которых неизмеримо больше продолжительности воздействия. [c.46] Таким образом, единственная разница между релаксационными спектрами расплавов реальных полимеров состоит в ширине и расположении области изменения функции Н (t) (область ВС на рис. 1.32), характеризуемой значением максимального времени релаксации Хт и значением х — момента резкого перегиба кривой Н (т). При этом величина Хт. определяется как значение 1/у, соответствующее выходу в область течения с постоянной ньютоновской вязкостью, поскольку при этом значение производной d gx Jd gy =0. Следовательно, при Т Тт и вся функция Н (т) 0. [c.46] Выше мы отмечали, что большинство расплавов обладает свойствами аномально-вязких жидкостей. Представим зависимость скорости сдвига, от напряжения сдвига в обычных координатах (см. рис. 1.5). Кривая течения расплава, обладающего свойствами ньютоновской жидкости, в этих координатах изображается прямой с угловым коэффициентом, равным 1/т], где т] — ньютоновская вязкость. Для расплава со свойствами аномально-вязкой жидкости кривая течения выгнута по направлению к оси напряжений. [c.47] Это означает, что каждой точке кривой 2 на участке р Ро (см. рис. 1.5) соответствует свое значение эффективной вязкости, численно равное единице, деленной на угловой коэффициент прямой, проходящей через начало координат и соответствующую точку кривой. [c.47] Типичные формы кривых течения расплавов приведены на рис. 1.34. Если величины масштабов, выбранных для оси абсцисс и для оси ординат, одинаковы, системам, обладающим свойствами ньютоновских жидкостей, будут соответствовать прямые, наклоненные к осям под углом 45°. При этом абсолютная величина вязкости сказывается только на месте расположения прямой. Кривые течения реальных расплавов в логарифмических координатах слабо изогнуты. [c.47] Значение производной позволяет очень легко оценивать степень аномалии вязкого течения. Выше мы отмечали, что для ньютоновских жидкостей величина производной равна единице. Чем большей аномалией вязкого течения обладает расплав, тем больше значение производной. Для реальных расплавов и эластомеров величина производной d Ig y/d g р в пределах одной кривой может изменяться от 1 до 6. [c.48] Поскольку величина п характеризует степень аномалии вязкости, она получила название индекса течения. [c.48] Для ньютоновской жидкости величина р, характеризует вязкость. Для аномально-вязких жидкостей величина [х не имеет столь четкого физического смысла. Она является своеобразным аналогом вязкости и обычно называется коэффициентом консистенции. [c.48] Таким образом, наиболее простой способ описания кривой течения расплава состоит в применении степенного закона. При этом реологические свойства расплава характеризуются с помощью двух экспериментальных констант (i и п. [c.48] Здесь fio — предельное значение вязкости, соответствующее области ньютоновского течения при минимальных напряжениях сдвига. В области малых напряжений сдвига уравнение (1.99) вырождается в закон Ньютона и хорошо описывает начальный участок кривой течения. [c.49] В области высоких напряжений сдвига доминирующее значение приобретает второй член, и уравнение фактически превращается в обычный степенной закон. Наконец, в области переходных напряжений оба члена оказываются соизмеримы, и уравнение удовлетворительно описывает участок с переменным индексом течения. [c.49] л —эмпирические константы, определяемые обработкой экспериментальных данных. [c.49] Уравнение (1.100) позволяет достаточно точно описать кривую течения при весьма широком изменении скорости сдвига. Так, в работе отмечается, что экспериментальные данные по реологическим свойствам одной из марок полистирола описываются уравнением (1.100) с точностью 2,3%. [c.49] Из релаксационной теории аномально-вязкого течения следует, что влияние температуры проявляется в пропорциональном уменьшении всех времен релаксации. Поскольку экспериментально установлено существование единой формы релаксационного спектра, влияние температуры сводится к изменению величины максимального %т и критического -Ху времен релаксации. [c.49] А — коэффициент, зависящий от молекулярной природы жидкости и имеющий размерность вязкости. [c.50] Вернуться к основной статье