Течение растворов и расплавов полимеров

В сдвиговом поле реализуются достаточно большие высокоэластические деформации, обусловливающие возникновение аксиальных растягивающих напряжений (эффект Вайссенберга), В условиях кругового течения, например в зазоре между коаксиальными цилиндрами, раствор или расплав полимера как бы стягивается силами, возникающими при появлении нормальных напряжений. Они противодействуют как силе тяжести, так и центростремительной силе (рис. 4.11). [c.180]

Фиг. 5. Сравнительные кривые течения расплава полимера и растворов полимеров I— расплав полиэтилена при температуре 125°С (индекс расплава 2,1) 2—9%-ный раствор полиизобутилена при 25° С 3—3%-ный раствор полиизобутилена при 25° С —ньютоновский растворитель при 25° С.

После введения всего гексаметилендиизоцианата температура реакционной смеси немного понижается. Реакцию ведут еще в течение 15 мин при 195 °С, а затем расплав полиуретана переливают в стакан или в фарфоровую чашку, где он отверждается. Полиуретан, полученный на основе бутандиола и гексаметилендиизоцианата, плавится при 181—183 °С и растворяется в ж-крезоле и формамиде. Сравните характеристическую вязкость и цвет полученного полимера с полимером, синтезированным методом осадительной ступенчатой полимеризации. [c.228]

Принцип работы дискового экструдера основан на явлении, которое было открыто Вайссенбергом и состоит в том, что при течении упругих жидкостей (растворы и расплавы полимеров) возникают напряжения, направленные нормально к направлению сдвига. Если расплав полимера поместить между двумя соосными вертикальными цилиндрами и начать вращать наружный цилиндр, то [c.40]

Реакцию проводят в четырехгорлой колбе, снабженной мешалкой, термометром, вводом инертного газа, четвертый отвод колбы используют для отбора пробы. Первую пробу отбирают через 30 мин после расплавления твердой массы, остальные пять проб — с интервалом в 15 мин. Перед отбором каждой пробы выключают мешалку, в реакционный расплав вводят стеклянную трубку, в течение нескольких секунд дают ей прогреться, а затем с помощью резиновой груши втягивают в нее около 1 мл реакционной массы. Во избежание застывания массы в трубке ее быстро выдувают в предварительно взвешенную на аналитических весах колбу емкостью 100 мл. Колбу с содержимым охлаждают на воздухе и снова взвешивают. Затем приливают 10 мл хлороформа и 10 мл этанола, растворяют полимер и титруют 1 н. спиртовым раствором гидроксида калия по фенолфталеину до появления розовой окраски титруемого раствора. [c.47]

Важнейшее условие обеспечения стабильности процесса переработки полимерных масс (растворов, расплавов и пластифицированных полимеров) — отсутствие в них пузырьков газовой фазы. Если же последние появляются при изготовлении полимерного материала или изделия из него, то необходимо устранить возможность их выделения. Если давление при переработке ниже, а температура выше, чем при получении полимерной массы, или температура переработки выше температуры кипения содержащихся в полимере летучих компонентов, то подготовленные для переработки расплав или раствор оказываются пересыщенными растворенным газом. В результате этого возможно выделение пузырьков газовой фазы, что нарушает нормальное течение технологического процесса и снижает качество полученного материала [26, 48]. Такие явления возникают при формовании пленок, волокон, прутков из расплавов, пластифицированных полимеров и растворов, при вакуумном формовании изделий, при сушке полимерных покрытий, сварке полимеров и Б других процессах их переработки. [c.77]

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-хгг., 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]

В практическом отношении важно иметь растворы ПОЭ, вязкость которых не изменяется в течение длительного времени. Изменение вязкости растворов ПОЭ связано с деструкцией макромолекул под действием кислорода воздуха, температуры, УФ- и 7-облучения, химических реагентов, сдвиговых и растягивающих напряжений. Однако деструкция молекул ПОЭ протекает и в твердом полимере. Для предотвращения ее в расплав или дисперсию ПОЭ в эфирах (с последующим удалением растворителя) вводят 2-меркаптобензимидазол, который более эффективен, чем стабилизаторы фенольного типа. Известны также стабилизаторы на основе алкоголятов магния и алюминия. [c.107]

Помимо двух основных методов модификации свойств химических волокон (физического и химического) в последнее время большое внимание уделяется третьему — добавкам в прядильный расплав или раствор полимеров или низкомолекулярных веществ. В тех случаях, когда эти добавки не совмещаются с основным полимером, а формование волокон производится через обычные фильеры, размеры частиц добавок не должны превышать 10—12% от диаметра волокна, т. е. 1,5—2 мк. По-видимому, эти добавки в момент формования волокна влияют на условия и скорость выделения частиц основного полимера или на скорость их кристаллизации при получении волокна из расплава или раствора. Поэтому помимо основного модифицирующего влияния добавки (матирования, окрашивания в массе или облегчения крашения и т. п.) значительно изменяются физико-механические свойства волокон, в первую очередь их эластичность и прочность при многократных деформациях. Это явление особенно хорошо проявляется при добавке к основному полимеру второго полимера, не совмещающегося с первым, но кинетически устойчивого в прядильной массе, т. е. не расслаивающегося в течение всего периода растворения (плавления), очистки и формования (рис. 13.3). [c.369]

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]

Молекулярная ориентация полимера в растворе и, как следствие этого, изменение величины свободной энергии, определяюшей термодинамическую стабильность раствора, приводит к изменению диаграммы фазового состояния системы полимер — растворитель, т. е. термодинамическое поведение системы растянутых гибкоцепных макромолекул эквивалентно поведению системы жесткоцепных макромолекул в отсутствие внешних полей (см. гл. I). В системах, где полимер способен кристаллизоваться, это выражается в смещении кривой ликвидуса в область более высоких температур. В качестве примера такого смещения кривой ликвидуса вследствие возникновения ориентации полимера в растворе на рис. 11.6 приведена диаграмма фазового состояния системы поликапроамид — капролактам. В пределах заштрихованной области температуры кристаллизации поликапроамида из растворов различных концентраций изменяются в зависимости от условий сдвигового деформирования. Например, при определенных условиях течения расплав поликапроамида кристаллизуется при 235 °С эта температура значительно выше равновесной температуры плавления определенной различными методами. [c.112]

На колбу с коническим дном емкостью 50 мл надевают переходник, откачивают и заполняют азотом. В колбу загружают 25 г (0,22 моля) чистого е-капролактама (об очистке см. пункт А) и нагревают до 80—100°С. Затем к расплавленному в-капролактаму добавляют 0,04-0,08% металлического натрия, Д11Св рГМ КММ111110Г0 в ксилоле, (полученная смесь е-капролактама и его натрие-В0 МНЯ еШбЮАИВ при 80—100 С в течение нескольких часов). В колбу до ДП опускают капилляр, через который медленно пропускают ток азота, продолжая нагревать колбу на песочной бане до 255—265 °С. Спонтанно начинающаяся полимеризация завершается в течение 5 мин за полимеризацией можно следить, фиксируя время подъема пузырьков пропускаемого азота. Расплав полиамида быстро переливают в стакан. Определяют характеристическую вязкость полиамида в растворе л<-крезола или конц. серной кислоты, сопоставляют ее с характеристической вязкостью полимера, полученного в предыдущем опыте. Если расплав полимера выдерживать при 255—265 °С более 6 мин, становится заметной деструкция полимера, соответственно уменьшается характеристическая вязкость полимера. [c.169]

После плюсования краситель фиксируют обработкой паром в запарной камере в течение 1—10 мин при 100 °С или в течение 0,5—5 мин горячим воздухом при 140— 150 °С (методом термозоль при 190—215 °С). В других случаях фиксируют краситель пропусканием через проявительный раствор или посредством длительного (2—20 ч) хранения влажного материала. После фиксации окрашенный материал почти всегда необходимо тщательно промыть от остатков незафиксированного красителя. Весьма эф-, фективным является крашение крупных партий химических волокон при их изготовлении (крашение в массе, крашение нитрона в геле). При этом отпадает необходимость больших трудовых и других затрат на текстильных фабриках, резко сокращается количество сточных вод, достигается большая общая экономия. Крашение в массе проводится внесением красителя или пигмента при получении полимера или окрашиванием гранул полимера, а лучше всего — непрерывным внесением красителя в раствор или расплав полимера перед прядением волокна. [c.242]

Реакцию проводят в обогреваемом сосуде с коническим дном и особой мешалкой, выполненной в форме спирали эта мешалка предназначена для хорошего перемешивания реагентов, что особенно важно на последних стадиях поликонденсации, когда расплавленная реакционная масса становится крайне вязкой. Не должно быть побочных реакций, в результате которых может происходить разветвление цепей и поперечное сшивание (приводящее к гелеобразова-нию). После того как в сосуд для полимеризации внесен диол и нагрет до 85— 90°, в него в течение 0,5—1 часа при интенсивном перемешивании (300 об/мин) добавляют требуемое количество гексаметилендиизоцианата (97—99,5% от теоретического). Происходит экзотермическая реакция температуру расплава поддерживают при 190—195° до полного завершения реакции, о чем судят по вязкости расплава (600—900 пуаз при 190°) или по относительной вязкости раствора в ж-крезоле (1,4). Затем перемешивание прекращают и расплав выдерживают несколько минут при пониженном давлении (20—40 мм) для удаления пузырьков газа, после чего полученный полимер выдавливают азотом. Расплав полимера, пройдя через сито из металлической сетки и экструзионный вентиль, выходит в виде ленты, которую режут на куски и высушивают. Описан также метод получения моноволокон непосредственным прядением путем продавливания расплава через обогреваемые сетчатый и песчаный фильтры на пластинку фильеры (25—50 отверстий диаметром 1—2 мм). Волокна охлаждают в воде, вытягивают примерно на 300% и в дальнейшем применяют для изготовления искусственной щетины. Имеются патентные указания, что расплавленный полимер нечувствителен к действию воздуха и кислорода, так что создание инертной атмосферы при полимеризации не обязательно, хотя в описании полупроизводственного технологического процесса указывается, что над реакционной массой необходимо пропускать ток азота. Согласно другому способу получения [31], трудности, связанные с необходимостью интенсивно перемешивать реакционную массу после того, как она становится очень вязкой, избегают путем проведения начальной конденсации только с 80—90% требующегося количества диизоцианата образующийся при этом подвижный расплав низкомолекулярного полимера передают в мощный смеситель специальной конструкции, куда добавляют недостающее количество диизоцианата, и реакцию продолжают. По количеству энергии, затрачиваемой на перемешивание, оценивают вязкость расплава, что позволяет прекращать реакцию на желаемой стадии. [c.155]

Реакцию обычно проводят в две стадии. Смесь реагентов нагревают в атмосфере инертного газа при 250°, при этом вначале образуется расплав, который при дальнейшем нагревании быстро затвердевает. После охлаждения и размельчения продукта реакцию продолжают в вакууме в течение нескольких часов при постепенном повышении температуры до 400°. Образующиеся полимеры представляют собой неплавкие порошки от желтоватого до темно-коричневого цвета, раство- римые в концентрированных серной и муравьиной кислотах. Приведенная вязкость растворов этих полимеров в муравьиной кислоте была 0,8—3,0 дл1г. Кроме того, многие из них растворимы в диметилсульфоксиде и диметилформамиде. Из растворов ПОЛИ-2,2 -(л1-фенилен)-5,5 -дибензимидазола были отлиты пленки, обладающие удовлетворительными механическими свойствами [156]. [c.37]

Механические свойства полимеров в вязкотекучем состоянии исследуют чаще всего при динамических режимах деформирования. Деформационные свойства расплавов к растворов (концентрированных и разбавленных) оценивают комплексным динамическим модулем С, состоящим из модуля накопления (модуль упругости) С и модуля потерь С". Комплексный модуль имеет тот же физический смысл, что и напряжснне сдвига при установившемся течении, и его значение зависит от сопротивления внутреннему трению и сопротивления развитию вы- сокоэластнческон деформации. Значение модуля потер), распла- [c.313]

Поликонденсация соли АГ проводится периодическим способом в автоклаве, в атмосфере азота, в 60%-ном водном растворе. В качестве регуляторов роста цепи используют уксусную или адипиновую кислоту в количестве 0,01—0,007 моль на 1 моль соли АГ, что обеспечивает получение полиамида необходимой вязкости. Сначала поликонденсацию осуществляют под давлением 15—17 ат и при температуре 220—230 °С в течение 1—2 ч при этом образуется низкомолекулярный продукт, растворимый в воде. Реакция зчверщается под вакуумом при температуре 275°С. Расплав образовавшегося полимера при температуре 275 — 290 °С продавливают через щелевые фильеры в виде ленты подают на барабан или транспортер. Ленту охлаждают водой до полного затвердевания, а затем дробят в крошку (рис. 5) [29, 35, 40, 411. [c.333]

В плавитель 1 загружают со-додекалактам, добавляют ади-пнновую кислоту и начинают обогрев реактора с помощью ди-нила. Из плавителя 1 при 200 °С расплав поступает через сборник 2 в полимеризатор 3. Затем в полимеризатор подают водный раствор ортофосфорной кислоты. Полимеризацию при давлении 0,6 МПа и температуре 280 °С проводят в течение 8—10 ч, затем постепенно снижают давление до атмосферного и продолжают процесс еще в течение 6 ч при включенном холодильнике 4. Полученный полимер выгружают под давлением азота через фильеру полимеризатора-автоклава. Затем жгут полимера пропускают через ванну 6 с холодной водой и подают на измельчение в резальный станок 5. Крошку полимера сушат в вакуум-гребковой сушилке 8 при температуре 80 °С и остаточном давлении 0,013 МПа до влажности не более 0,1 %. [c.322]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология