ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные представления о течении полимеров из "Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта" Глава //. Гидродинамика расплавов полимеров. Основные виды течения. . [c.3] Переработка полимерных материалов — это область техники, охватывающая все виды оборудования и процессов, предназначенных для улучшения свойств полимеров и переработки их в различные изделия с заданными эксплуатационными характеристиками. [c.6] Процесс переработки полимерного материала всегда сопровождается его пластической деформацией, которой могут сопутствовать химические реакции и в ряде случаев необратимое изменение физических свойств, приводящее к возникновению принципиального отличия между характеристиками исходного материала и характеристиками готового изделия (отверждение термореактивных материалов, вулканизация резин, ориентация волокна и т. д.). [c.6] Введение в основной полимер различных ингредиентов, улучшающих его эксплуатационные или технологические свойства, практиковалось с самого начала промышленного использования полимеров. (В качестве примера можно сослаться на Гудьира, который, введя в натуральный каучук серу, открыл вулканизацию и положил начало возникновению резиновой промышленности.) В настоящее время создание композиции — это целая отрасль промышленности переработки полимеров. Введение стабилизаторов, пластификаторов, антистарителей, наполнителей, красителей и др. стало неотъемлемой частью процесса производства полимерных материалов. [c.6] Композиции создаются как смешением порошкообразных ингредиентов (в смесителях вихревого типа), так и смешением полимеров, находящихся в пластичном или вязкотекучем состоянии. В последнем случае процессу смешения часто сопутствуют процессы механодеструкции, которые могут быть использованы для создания новых полимерных соединений — блок- и привитых сополимеров. [c.6] В настоящее время в промышленности переработки полимеров особенно широко представлены первые три направления. Вследствие этого наиболее глубоко разработаны соответствующие технологические процессы и методы их теоретического описания. [c.7] Легко понять рост интереса к применению научно обоснованных методов расчета технологических режимов и конструированию нового перерабатывающего оборудования при самом общем знакомстве с возникающими при этом проблемами. Так, полное и всестороннее исследование процесса экструзии требует исследования связи между 12 независимыми и 15 зависимыми параметрами. Совершенно очевидно, что задача экспериментального установления оптимума по любому выбранному комплексу параметров потребует проведения длительных экспериментов. [c.7] Общим между процессами переработки термопластичных и термореактивных материалов является то, что в обоих случаях процессу формования изделия предшествует нагрев и пластическая деформация полимера. Поэтому теоретическое описание этих процессов в значительной мере связано с проблемами механики сплошной среды. При этом существенное значение имеют не только сами процессы деформации, но и сопутствующие им тепловые и структурные эффекты. [c.8] По мере развития теории процессов переработки полимеров было установлено, что для правильного описания основных параметров технологического процесса большое значение имеют сведения о деформационных характеристиках расплава полимера, полученные в широком диапазоне температур и скоростей деформации. Зависимости такого рода получают экспериментально в процессе реологических исследований расплавов полимеров. [c.8] Реология полимеров, сравнительно молодая область физики полимеров, возникшая в 20-х годах текущего столетия, в настоящее время превратилась в самостоятельную науку, на поприще которой работают многие известные ученые у нас в стране и за рубежом. В СССР многочисленные фундаментальные исследования в области реологии полимеров были выполнены Г. В. Виноградовым, а в области реологии эластомеров (каучуки и резиновые смеси) — Г. М. Бартеневым. [c.8] В результате многочисленных исследований установлено, что основная особенность расплавов полимеров и эластомеров заключается в существовании аномалии вязкости (псевдопластичность), связанной со специфическими особенностями течения расплавов, состоящих из длинных полимерных молекул. [c.8] Вопросы реологии полимеров рассмотрены в I главе монографии с позиции релаксационной теории аномалии вязкости полимеров. Там же подробно разобрана природа высокоэластических деформаций, всегда сопутствующих течению расплавов полимеров. Особое внимание уделено введению основных понятий (таких, как упругая и высокоэластическая и пластическая деформации, скорость сдвига, релаксационный и динамический модули и т. п.). [c.9] Для объяснения явлений, наблюдаемых при деформации полимеров, широко использован метод обобщенных механических моделей. Многие особенности течения полимеров связаны с существованием нормальных напряжений, причина возникновения которых и методы количественного описания приведены в I главе. [c.9] В подавляющем большинстве процессов переработки термопластичных и термореактивных материалов основной рабочий фон составляют механические явления, возникающие вследствие процессов деформации полимерной среды. Поэтому первым шагом в построении теории переработки полимеров является создание методов количественного описания механики процессов переработки, учитывающих основные особенности полимерного материала. [c.9] Даже при самом строгом подходе к построению механических моделей все многообразие известных процессов переработки можно было бы отождествить с набором отдельных задач, отличающихся друг от друга только начальными и граничными условиями. В принципе каждая из таких задач должна содержать уравнения движения сплошной среды, записанные в той или иной форме, уравнение материального баланса, уравнение энергетического баланса и реологическое уравнение состояния, характеризующее сопротивляемость среды приложенным к ней внешним воздействиям. [c.9] Акутина и др. установлено, что целенаправленного изменения надмолекулярных структур можно добиться также введением на стадии переработки малых количеств структурирующих добавок. Во всех случаях существенное значение имеют температурный режим и механическая деформация, за счет которой достигается необходимая степень равномерного распределения структурирующих добавок по всему объему материала изделия. [c.10] Исследования С. Я. Френкеля, Г. Л. Слонимского, Келлера, Кабаяши и других отечественных и зарубежных ученых позволили установить влияние ориентации расплава на кинетику процесса кристаллизации и характер возникающих надмолекулярных структур. Современные представления о надмолекулярных структурах и методах управления ими в процессах переработки изложены в 1П главе. [c.10] Выше уже отмечалась роль процесса смешения при создании полимерных композиций. Следует заметить, что смешение в той или иной мере происходит почти во всех процессах переработки полимеров. Получение расплава с однородной температурой — одна из основных проблем, решение которой заставляет конструкторов экструдеров и шприц-машин идти на различные конструктивные ухи-. щрения (смесительные насадки, торпеды и т. п.) это, по существу, проблема однородного смешения в червяке экструдера. Аналогичным образом получение однородного по температуре расплава в пла-стикаторе литьевой машины — также проблема смешения. Поэтому теории ламинарного смешения в монографии уделено значительное место она рассмотрена в IV главе. [c.10] Вернуться к основной статье