ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реологические свойства полимерных расплавов из "Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины" Теперь в центре нашего внимания будут фундаментальные вопросы, связанные с течением иолиолефиновых расплавов и взаимосвязью особенностей течения со строением полимеров. [c.131] Сдвиговая вязкость измеряется в единицах [Р/А]/[ У/Ь], где Р— единицы силы А — единицы площади V — единицы скорости I — единицы длины, что эквивалентно единицам измерения следующего соотношения Р1/1, Н с/м или Па с. Вязкость воды в указанных единицах составляет 0,001 Па с, а вязкость масел варьируется от 0,1 до 1,0 Па с. [c.132] Сдвиговая вязкость ньютоновских жидкостей была предметом широкого изучения в XIX в. Исследования вязкости полимерных растворов начались в 20-х годах прошлого века. Первое измерение сдвиговой вязкости полимерного расплава было выполнено Муни [ 12] в 1936 г., исследовавшего расплав натурального каучука. Дальнейшие измерения проводились многими исследователями, начиная с 1940-х гг., и продолжаются до настоящего времени [13-21]. Было установлено, что сдвиговая вязкость расплавов полимера постоянна при низких скоростях сдвига, а затем постепенно уменьшается при увеличении скорости течения. На рис. 7.8 показаны характерные зависимости сдвиговой вязкости от скорости сдвига для расплавов изотактического полипропилена с различной молекулярной массой и различными молекулярно-массовыми распределениями [8]. [c.132] На рис. 7.9 показана зависимость от молекулярной массы М . для расплавов изотактического полипропилена. Для расплавов полимеров с высокой молекулярной массой и длинными цепями, имеющими ветвления, значение 11 растет даже быстрее, чем молекулярная масса [22]. В полистироле, который имеет структурные единицы большой молекулярной массы и более короткие цени, подобной зависимости не наблюдалось [23]. [c.133] Зависимости Л/Ло от Л оУ изотактического полипропилена были представлены в работе Миношимы с соавторами [21]. Это исследование было продолжено Ямане и Уайтом [8] (рис. 7.10). [c.134] В табл. 7.1 собраны данные по Л/Ло при различных л У для расплавов гибко-ценных полимеров с различным отношением М ,/М . Эти данные можно использовать для оценки ширины молекулярно-массового распределения в линейных полимерах вместо проведения измерений с помощью высокотемпературной хроматографии. [c.134] При равномерном сдвиговом течении возникают нормальные напряжения 11 22 33- ньютоновских жидкостей эти напряжения равны между собой и равны гидродинамическому давлению. Как отмечал Вайсенберг [25], в жидкостях с памятью , в частности, в растворах и расплавах полимеров, нормальные растягивающие напряжения возникают вдоль направления течения, а сжимающие нормальные напряжения 0 2 Действуют перпендикулярно потоку. Это приводит к появлению околостержневых завихрений, известных как эффект Вайсенберга (рис. 7.11). [c.134] Для ньютоновских жидкостей и N2 равны нулю. [c.136] Эти авторы проанализировали данные но расплавленному атактическому полистиролу и показали, что значение коэффициента Pj q нри малых скоростях сдвига пропорционально молекулярной массе, возведенной в 6-ю степень. [c.136] Величина а лежит в пределах от 1,6 до 2,0. Аналогичное поведение было установлено Миношимой [21] для изотактических полипропиленов. Они показали, что величина / 8 2 растет пропорционально величине М /М в стенени 2,1 (уравнения (2.8) и (2.9)). [c.136] В 1906 Г. Трутон [30] показал теоретически и экспериментально, что для ньютоновских жидкостей величина равна 3t q. Первые измерения вязкости при растяжепии полимерных расплавов были выполнены в 1965 г. Болменом [31] для атактического полистирола. Для полимерных расплавов при низких скоростях растяжения величина ведет себя как в случае ньютоновской жидкости и равна 3t]q. в зависимости от молекулярно-массового распределения и наличия разветвлений длинных цепей величина может существенно изменяться при увеличении скорости растяжения. Для разветвленного полиэтилена величина быстро возрастает со скоростью вытягивания [21, 32-34]. Для расплавов линейных полимеров величина вязкости примерно постоянна при узких молекулярно-мас-совых расиределениях. Однако увеличение щирины распределения вызывает уменьщение величина с ростом стенени растяжения [21,34]. [c.137] Если температура кристаллизующегося полимерного расплава приближается к температуре плавления кристаллической фазы, может происходить кристаллизация. Скорость кристаллизации возрастает нри приложении механического напряжения, что связано со стимулированием ориентации полимерных цепей (см. разделы 7.5-У.8). Это явление хорошо известно для г мс- 1,4-иолиизопреиа (натуральный каучук) при его одноосном растяжении [36,37]. [c.137] Вернуться к основной статье