ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Описание смесей из "Теоретические основы переработки полимеров" Полное описание состояния смеси включает определение размеров, формы, ориентации и пространственного положения каждой частицы, ассоциата или капли диспергируемой фазы. В определенных случаях (например, для смесей с одинаковыми размерами частиц диспергируемой фазы) пространственное положение каждой частицы полностью характеризует состояние смеси. Предложенная Бергеном и др. [4] трехразмерная функция распределения концентрации приближенно описывает состояние смеси. Однако во многих случаях нет необходимости в полном описании смеси. На практике часто бывает достаточно использование простых методов. Наиболее распространена визуальная качественная оценка гомогенности смеси путем сравнения ее окраски с эталоном или оценка некоторых характерных физических свойств. Выбор того или иного метода оценки основан на знании природы компонентов и назначения смеси. [c.185] Между двумя крайними способами характеристики смесей — полным описанием и качественной или полукачественной практической оценкой — имеется ряд количественных методов характеристики смесей. Ниже описан один из таких методов. [c.186] Рассмотрим экструзионную линию для производства голубых пакетов из рулона пленки, полученной методом раздува. Можно изготовить пакеты из такого рулона и оценить однородность их окраски. Если все пакеты на вид одинаково окрашены, а количественная оценка показывает, что они содержат фактически одно и то же количество голубого пигмента, значит пленка совершенно макрооднородна. И напротив, если анализ показывает, что общая концентрация пигмента практически одинакова во всех пакетах, но внешний вид отдельных пакетов неодинаков, и они имеют пятна, полосы, прослойки и т. д., то это означает наличие определенной текстуры. Следовательно, такой анализ позволяет обнаружить как различия в содержании пигмента в отдельных пакетах, так и различия в текстуре. Если смесь, поступающая в экструдер, неоднородна по составу, то с большой вероятностью можно обнаружить на рулоне пленки участки, окрашенные в голубой цвет и совсем не окрашенные, или участки с широкой гаммой оттенков голубого цвета. [c.186] Но не всякую композиционную однородность можно оценить визуально. Например, если добавка бесцветна или если нужно количественно оценить распределение голубого пигмента в рулоне пленки, отбирают пробы, измеряют концентрацию диспергируемой фазы в различных точках пленки и анализируют ее однородность. Как будет показано ниже, смешение по механизму случайного или псевдослучайного распределения (как это происходит в смесителях закрытого типа, где на очень сложную картину течения накладываются многие неуправляемые эффекты) не приводит к полной макрооднородности, т. е. к одинаковой концентрации во всех пробах, а характеризуется биномиальным распределением концентраций. Разумеется, биномиальное распределение может быть весьма узким. [c.186] Два упомянутых выше понятия требуют пояснения и уточнения. Первое — это масштаб оценки композиционной неоднородности, а второе — размер исследуемой пробы. [c.186] Под текстурой понимают композиционную неоднородность, проявляющуюся в наличии пятен, полос и прослоек, обнаруживаемых визуально. Отбор случайных проб вслепую в различных точках объекта может свидетельствовать о наличии композиционной неоднородности и даже об интенсивности этой неоднородности, но не дает представления о характере текстуры. Случайный отбор проб в отдельных течках не позволяет обнаружить порядок, проявляющийся в текстуре. Текстура имеет большое значение при переработке полимеров, поскольку а) ламинарное и распределительное смешения неизбежно приводят к образованию текстуры б) для многих изделий отсутствие или, напротив, наличие требуемой текстуры определяется в результате специального визуального контроля в) механические свойства композиций зависят от текстуры смеси. [c.187] На рис. 7.4 представлен пример более сложной текстуры. Черные, темно-серые, светло-серые и белые квадраты перемешаны так, что их относительные количества равны на левом и правом полях. Поскольку есть отличия в статистике второго порядка, эти две текстуры различимы. Однако различия в статистике третьего порядка уже не могут быть обнаружены нашими органами чувств. Здесь необходимы более тонкие исследования. Неприменим, конечно, и метод наложения диполя. Здесь понадобился бы метод наложения треугольника . [c.188] На рис. 7.5 показано несколько образцов пленки, экструдированной при разных условиях. Они характеризуются примерно одинаковой концентрацией технического углерода, т. е. они макроодно-родны, или имеют одинаковую статистику первого порядка. Однако Видно, что у них различная текстура или зернистость, а следовательно, они отличаются статистикой второго порядка. [c.188] В следующем разделе будет показано, что количественной характеристикой текстуры является степень разделения, которую определяют с помощью метода наложения диполя. [c.188] Две текстуры (левое и правое поля), образованные черными, темно-серыми, светло-серыми и белыми частицами, имеют одинаковую статистику первого порядка, но различную статистику второго порядка (отличаются зернистостью). [c.188] ТО При оценке текстуры размер пробы определить сложнее. Мы уже установили, что визуально можно различать текстуры, отличающиеся статистикой второго порядка (на основе различий между тонкой и грубой зернистостью). Разрешающая способность человеческого глаза увеличивается с повышением сложности картины. [c.189] При исследовании на нижнем пределе масштаба исследования, т. е. на уровне предельных частиц, необходимо охарактеризовать локальную структуру. Например, в случае диспергирования частиц технического углерода следует определить, являются ли частицы агломератами или индивидуально диспергированными частицами. Этот фактор может существенно влиять на химические свойства (например, на погодостойкость полиэтилена, содержащего технический углерод) и на механические свойства полимеров. Важность исследования локальной структуры в большой степени зависит от функционального назначения диспергируемой фазы. Локальную структуру изучают с помощью либо прямого микроскопического анализа, либо других доступных методов, позволяющих исследовать структуру на уровне предельных частиц [7]. [c.190] Вернуться к основной статье