Формование волокна реологические процессы

Вернемся теперь к материалам с сильными взаимодействиями. Типичными их представителями являются химические волокна, имеющие весьма специализированную надмолекулярную организацию [7]. Здесь удобно проследить за влиянием МВР на разных стадиях получения волокна, начиная с отправной системы — прядильного раствора или расплава. Как известно, первой стадией формования волокна (в сегодняшней технологии) является экструзия такого раствора или расплава через фильеру. Это существенно реологический процесс, и характер течения через фильеру определяется в основном величиной эффективной вязкости т] [8]. Как показал Ф. Бюхе [9], вязкое течение концентрированных растворов (начиная с некоторой критической концентрации) и расплавов при условии, что в гидродинамическом поле разрушены все структурные элементы, подчиняется закону [c.8]

В производстве химических волокон часто необходимо знать реологические, особенно вязкостные свойства прядильных растворов полимеров. В процессе переработки в волокно прядильные растворы подвергаются воздействию напряжений сдвига и скоростей деформаций в большом диапазоне их изменений. При этом свойства прядильных растворов не остаются постоянными, что отражается в первую очередь на их вязкости. Знание вязкостной характеристики прядильного раствора в широком диапазоне ее изменений необходимо для правильного выбора способов приготовления раствора и формования волокна, а также для расчетов технологического оборудования. [c.90]

В связи с изложенным существенный интерес представляет получение волокон непосредственно из привитых сополимеров. Однако до настоящего времени свойства расплавов и растворов привитых сополимеров и влияние природы боковых цепей на образование структуры волокна в процессе формования и ориентации исследованы недостаточно. В то же время знание реологических характеристик привитых сополимеров является совершенно необходимым для выяснения принципиальной возможности получения из них волокон и выбора оптимальных условий их переработки. [c.142]

Таким образом, понижение температуры приводит к увеличению вязкости расплава, большему отклонению режима течения от режима течения ньютоновской жидкости и повышению чувствительности расплава к напряжению и скорости сдвига. Малейшее изменение параметров вызывает нарушение потока. В связи с этим для увеличения стабильности процесса переработку расплавов полимеров, в том числе формование волокна, целесообразно проводить при максимально высоких температурах и низких градиентах скоростей, так как в этом случае свойства расплава меньше изменяются под влиянием различных факторов. Верхний предел температуры формования волокон определяется термической устойчивостью полимеров. Из рассмотренной зависимости у, т, Т вытекает, что по индексу расплава нельзя предугадать поведение полимера в условиях переработки, и он не может служить достаточно надежной характеристикой свойств расплавов полиолефинов. Такие данные можно получить только при широких реологических исследованиях расплавов в условиях, близких к их переработке. [c.105]

Лимитирующим параметром расплава, предназначенного для формования волокна, является его вязкость. Это подробнее будет рассмотрено при обсуждении реологических свойств расплавов и растворов. Здесь же следует отметить, что почти единственным путем снижения вязкости оказывается повышение температуры, в свою очередь ускоряющее процессы деструкции. Поэтому принимаются все меры для сокращения продолжительности пребывания полимера в расплавленном состоянии при повышенных температурах наряду с введением термостабилизаторов (например, типа антиоксидантов). [c.74]

Не касаясь подробностей различных теорий реологического поведения полимерных систем и разбора модельных представлений о соотношении между отдельными видами деформаций (все эти вопросы подробно изложены в литературе " ), отметим лишь следующее реология систем, возникающих при формовании химических волокон, осложнена тем, что эти системы быстро изменяют свои свойства в ходе формования волокна, и поэтому для строгого описания деформационных процессов необходимо знать производные отдельных деформаций но времени. [c.158]

Рассмотрим один из возможных вариантов описания изменений реологических свойств полимерных систем в процессе формования волокна. На рис. 8.1 приведена объемная диаграмма с одной координатой деформации и двумя координатами времени. Хотя такое построение диаграммы является условным и обычно не применяется, мы его приводим для облегчения рассмотрения процесса формования. [c.158]

В литературе пока не имеется систематизированных сравнительных реологических характеристик (в частности, текучести нри различных температурах) полиэтилена, что затрудняет установление оптимальных параметров процесса формования полиэтиленового волокна. [c.275]

Для оценки реологических харак-- теристик процесса формования воло- кон необходимо определение усилий, действующих на всем пути формования от фильеры до выхода волокна. [c.176]

О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы , но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс З-Ю —15 10 т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формован 1я и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. [c.197]

Изучение расплавов полиамидов имеет большое значение, так как распла.в является тем исходным состоянием материала, из которого формуется нить. Поэтому параметры, характеризующие это состояние, предопределяют процесс образования нити и особенно те этапы, которые связаны с подачей и продавливанием расплава через фильеру, истечением из отверстий фильеры и объемом зоны -формования нити. К сожалению, исследованию свойств расплавов полимеров уделялось значительно меньшее внимание, чем свойствам растворов полимеров. Во многом это обусловлено экспериментальными трудностями исследования системы при высоких температурах, особенно его реологических свойств, а также тем, что их механические свойства в вязкотекучем состоянии принципиально отличаются от классических представлений о течении ньютоновских жидкостей. Подробно эти особенности рассмотрены в. монографии С. П. Папкова [3]. 3,десь же будут изложены только некоторые конкретные положения, имеющие отношение к технологии производства волокна. [c.110]

Условия переработки полимера в волокно тесно связаны с реологическими свойствами расплавов полимеров, без знания которых невозможна разработка технологического процесса формования, а также конструирование оборудования. [c.45]

Движение затвердевшего волокна. Как указывалось выше, на расстоянии от фильеры, равном 0,33 м, наблюдается резкое возрастание вязкости струи расплава с последующим затвердеванием. В этой зоне движение затвердевшего волокна происходит с постоянной скоростью, поэтому реологические факторы не оказывают влияния на свойства полимера. Однако на этой стадии формования большое влияние на процесс дальнейшего упрочнения и свойства волокон оказывают структурные изменения, которые определяются скоростью охлаждения расплава полимера [20, 22]. [c.540]

Некоторые методы переработки полимеров"рассчитаны на то, что формование надмолекулярных структур (структурирование) будет происходить непосредственно в самом процессе переработки. Примерами таких технологических процессов являются формование волокна и экструзионно-выдувное формование с предварительной вытяжкой. В первом примере волокно после фильерного формования для получения нужной структуры должно быть подвергнуто холодной вытяжке (см. разд. 3.7). Во втором примере характер ое время релаксации полимера при температуре формования должно быть достаточно велико, для того чтобы в материале до начала ох. лаждения сохранилась большая часть созданной в процессе формования двухосной ориентации. Таким свойством обладают аморфные полимеры при температуре, несколько превышающей температуру стеклования. Можно назвать эту способность структурируемостью она зависит как от реологических характеристик расплава полимера, так и от его механических свойств при Тд < Т < Г (. [c.615]

Описываются реологические характеристики расплавов полимеров, процессы формования волокна, вытягивания и термофиксации нити. Рассматриваются свойства, пути модификации и возможные области применения полиолефиновык волокон. [c.2]

Еще в 1965 г. Кейс и Мацуо [23] (сотрудники компании ТоуоЬо) применили уравнение (8.3с) (учитывая зависимость ц от Т), уравнение (8.4) (приняв АН= 0) и уравнение неразрывности как основу для моделирования процесса формования волокон из расплава. Величины диаметра волокна и температуры вдоль линии формования являлись функциями переменных параметров процесса. Как правило, температурная зависимость вязкости превалирует над неньютоновским реологическим поведением расплава полимера, что позволяет использовать этот подход. [c.156]

С привлечением этих результатов и теоретического изучения влияния продольного течения на фазовое равновесие в системе полужесткоцепных полимеров [41 ] перейдем к анализу и контролю реологических эффектов дающих вклад в ориентацию в процессе формования Х-500. Всегда можно рассчитать скорость сдвига и время, необходимые для достижения стационарного значения вязкости в том диапазоне, в котором проявляется В-эффект при течении в реого-ниометре. Для данного набора таких параметров формования, как скорость сдвига и время пребывания раствора до — ив отверстии фильеры, можно затем контролировать сферу действия В-эф кта в любых конкретных операциях рмования. Наведенную в результате В-эффекта ориентацию вдоль пути формования можно регистрировать либо с помощью оптической техники, либо по конечному модулю упругости волокна. Таким образом, в этом случае поле сдвига играет важную роль в развитии ориентации, причем значительные гистерезисные явления препятствуют быстрой разориентации. [c.164]

Общим для процессов формовання различных волокон является то, что процессы образования твердой фазы происходят в поле продольного градиента скорости, меняющегося по длине пути формования и определяемого как реологическими свойствами формуемого волокна, так и комплексом сил, действующих на него. Процерсы деформирования волокна в зоне формования, про,исхо-дящие как в жидкой части струи, так и в зоне структурообразо-вания, приводят к его утонению и одновременно вызывают пот-ление ориентации, зависящей для каждого данного полимера от величин деформации и механического напряжения. [c.95]

Изменение профиля, скорости и вязкости струи расплава. При формовании происходит непрерывная деформация вязкой жидкости, ведущая к образованию волокна. Изменения скорости, вязкости и температуры в значительной мере влияют на процесс формования. В связи с этим необходимо знание реологических характеристик расплава в продольном градиенте скоростей в щироком диапазоне изменения О и Г. Таких данных в литературе нет. В условиях формования, протекающего с большой скоростью, трудно определить основные реологические параметры. Наиболее обстоятельные работы в этом направлении выполнены Забицким и сотр. - - Авторы систематически исследовали процесс формования полиамидного, полиэфирного и полистирольного волокон. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология