ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы реологии расплавов и вискозиметрии полимеров из "Основные понятия о конструкционных и технологических свойствах пластмасс" Реология в широком смысле этого слова — наука о деформациях тел вообще. (В данном разделе будет рассматриваться только поведение полимерных материалов в условиях формования из них изделий, когда основным видом деформаций является истинное течение. Рассматриваемые здесь реологические свойства проявляются в условиях переработки пластмасс в изделия, поэтому изложение основ реологии полимеров носит сугубо прикладной характер. [c.74] Так как полимер является основной составной частью любой пластмассы, то реология пластмасс есть по существу реология полимерных материалов. [c.74] Пластмассы в расплавленном состоянии имеют очень высокую вязкость, вследствие чего число. Рейнольдса даже лри самых больших скоростях течения, наблюдаемых в условиях переработки, не превышает нескольких единиц. Таким образом, течение расплавов может быть только ламинарным. Для описания этого режима течения обратимся к основным понятиям реологии -22. [c.75] Чтобы поверхность 2 на рис. 24 могла двигаться со скоростью vo относительно поверхности 1, должна быть приложена сила в направлении движения. Отношение этой силы к площади поверхности называют напряжением сдвига а. Очевидно, напряржение сдвига в данном случае будет одинаковым во всех точках потока. При увеличении или уменьшении напряжения возрастет или уменьшится Уо и соответственно изменится скорость сдвига во всех точках потока одновременно (если не учитывать инерции) на одну и ту же величину. Эта особенность простого сдвига используется для реологических исследований различных материалов, поскольку в этом случае течения обеопечиваетоя возможность непосредственно измерять соотношение между скоростью и напряжением сдвига. [c.76] Простой однородный сдвиг на практике часто реализуется в узком зазоре между цилиндрическими поверхностями или в зазоре между плоскостью и конусом. Схематично это показано на рис. 25 Одна из поверхностей, между которыми находится расплав, неподвижна, а вторая вращается. При этом характер течения в зазоре не зависит от того, какая из поверхностей неподвижна. Приборы, основанные на схемах, показанных на рис. 25, называются ротационными вискозиметрами. [c.76] При малых скоростях сдвига напряжения нарастают монотонно от нуля до постоянных значений (см. кривые 5 и б), сохраняющихся затем сколь угодно долго. Такой характер функции а = 1 х) реализуется в тех случаях, когда скорость релаксационных процессов значительно выше скорости церестройки структуры полимера под влиянием деформирования. [c.80] Графики, полученные при испытаниях на ротационном вискозиметре с постоянной скоростью сдвига для полиэтилена низкой плотности скорость сдвига е равна (в сек у. [c.81] С повышением температуры расплава то же значение максимума напрял ений будет наблюдаться при более высоких скоростях сдвига, в остальном вид графиков существенно не изменяется. [c.81] В результате испытаний реактопластов с постоянной скоростью деформации получаются зависимости, приведенные на рис. 28. Напряжение сдвига возрастает от нуля до некоторого значения, характеризующего вязкотекучее состояние материала, в котором он подвергается формованию . По окончании этого периода. напряжение быстро возрастает вследствие химических реакций, протекающих в материале происходит отверждение. В конце процесса отверждения напряжения имеют максимальное значение, характеризующее прочность материала. Таким образом, при испытании реактопластов на ротационном вискозиметре выявляется кинетика процесса отверждения и механическая прочность материала при температуре формования. [c.82] Согласно теоретическим представлениям, при очень больших скоростях расплавы полимерных материалов должны вести себя как ньютоновские жидкости, что соответствует полному разрушению надмолекулярных структур. На рис. 29 эта область скоростей показана пунктирными линиями. Однако практически такое течение не реализуется из-за чрезмерно интенсивного разогрева расплава вследствие превращения механической работы деформирования в теплоту. [c.84] Для разных полимерных материалов реологические кривые имеют некоторые различия, но характер их один и тот же тем не менее до сих пор нет общепринятых достаточно простых и удобных математических уравнений, которыми описывались бы эти кривые. Поэто.му для решения конкретных задач применяют приближенные уравнения. Ниже приведены уравнения, с помощью которых можно достаточно точно решать некоторые инженерные задачи, когда диапазон скоростей или напряжений составляет не более двух-трех десятичных порядков. [c.84] Оценка реологических свойств полимерных материалов в широком диапазоне температур и скоростей нужна для выявления различий в материалах лри их переработке Б самых разнообразных условиях. Если же рассматривается конкретный случай течения, для которого условия деформирования определены, то для оценки реологических свойств целесообразно испытать материал непосредственно в этих условиях, что осуществляется с помощью простых приемов. [c.84] Вернуться к основной статье