ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контроль за релаксационными свойствами при образовании сетки из "Химическое формование полимеров" Использование вычислительной техники позволяет осуществлять новый экспериментальный метод исследования вязкоупругих свойств полимерных материалов — метод многочастотного динамического анализа (МДА) [172]. При таком подходе в принципе в одном эксперименте может быть получена более полная информация о свойствах исследуемого материала, чем при синусоидальных колебаниях. Это связано с тем, что использование разложения импульса произвольной формы на сумму гармоник (Фурье-спектроскопия) дает характеристики, отвечающие набору частот как основной, так и высших гармоник одновременно. Метод МДА имеет преимущества при измерениях быстро изменяющихся значений вязкоупругих характеристик полимерных материалов в процессах полимеризации, отверждения, кристаллизации и т. п. Очевидно, что наибольшей информативностью будет обладать сигнал, имеющий одинаковую амплитуду для каждой гармоники. [c.102] Структурная схема системы аналогична приведенной на рис. 3.1, в качестве испытательной установки может быть использован виброреометр. ЭВМ синтезирует сигнал заданного вида (например, сумму гармоник) и через цифроаналоговый преобразователь подает его на вход привода выброреометра. Снимаемый датчиками выходной сигнал через аналого-цифровой преобразователь подается в ЭВМ, где осуществляется алгоритм Фурье-преобразования, который выделяет амплитуду и фазу нужных гармоник. Эти данные служат основой для вычисления динамических характеристик полимерной системы — компонент комплексного модуля упругости при сдвиге О и тангенса угла механических потерь tg б. [c.102] Метод МДА позволяет одновременно измерять несколько параметров, которые несут информацию о роли различных механизмов, участвующих в процессе структурирования при химическом формовании флуктуационных (временных) взаимодействий длинноцепных макромолекул и упругой трехмерной сетки химических связей. [c.102] С и тангенса угла механических потерь б) при сдвиге для трех частот. [c.103] Результаты измерений зависимостей С (со, /) для трех круговых частот соо = 2л/о, о)1=4шо и 0)2=160)0 представлены на рис. 3.4. Сразу же обращает на себя внимание несовпадение формы указанных зависимостей для разных частот, особенно наглядное для О , поскольку в данном случае существенно различается положение максимума О по временной оси. В самом общем смысле это отражает различный вклад основных механизмов проявления релаксационных свойств материала в его измеряемые вязкоупругие характеристики. [c.103] Вычисление Я(0) по измеренной зависимости С ( а) целесообразно и обоснованно, когда охваченный экспериментом частотный диапазон очень щирок и составляет несколько десятичных порядков. В нашем случае это не так, поэтому рационально исследовать релаксационные характеристики модельного вязкоупругого тела с ограниченным набором констант. [c.103] Здесь фигурируют три константы Со — характерное время релаксации тр и релаксируюшая составляющая модуля ДО, для определения которых, как уже говорилось, в каждый момент времени имеется шесть измеряемых величин. [c.104] Существенно, что введенные релаксационные характеристики связаны с разными физическими механизмами, величина Оо отражает наличие трехмерной сетки постоянных (химических) связей, Тр и ДО связаны с процессом релаксации, обусловленным сегментальной гибкостью цепей, а их межмолекулярные взаимодействия моделируются идеей о существовании сетки временных (флуктуационных) связей, иногда трактуемых как физические (или геометрические) зацепления . [c.104] Использованная выше модель вязкоупругого тела с одним временем релаксации обладает принципиальным недостатком— она не описывает вязкого течения, в то время как до гель-точки (при t t ) структурирующийся материал способен течь. Поэтому важно попытаться использовать для обработки полученных результатов более общую модель вязкоупругой среды, а именно рассматривать ее как вязкоупругую жидкость, способную течь. Такая модель представляет собой последовательное соединение вязкого и вязкоупругого элементов первого— с вязкостью fio, второго — с релаксирующим модулем упругости АСр и вязкостью Хр, т. е. его время релаксации Тр = = Лр/АСр. Это так называемая модель Бургерса [174J. Для общности рассмотрения будем также полагать, что существует равновесный модуль упругости Со (хотя, как хорошо понятно, во временном интервале, в котором отверждаемый материал сохраняет текучесть, Со = 0). [c.105] Вернуться к основной статье