Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Определение вязкости полимеров при деформации сдвига

    При динамических измерениях можно определять энергию, запасаемую в полимере и обратимо отдаваемую им в каждом цикле. Мерой этой энергии служг г модуль упругости Одновременно определяется сопротивленне полимера деформированию, обуслов-ленное диссипацией энергии, — переходом некоторой части работы деформирования в тепло. Эта часть сопротивления тела деформированию характеризуется модулем потерь О". Отношение Ср /С называется тангенсом угла механических потерь 1дб, так как именно вследствие диссипативных потерь в каждом цикле происходит сдвиг деформации относительно напряжения на определен-цьш фазовый угол, притом тем больший, чем больше потери. Модуль потерь и модуль упругости имеют одинаковую размерность дин1ем . Отношение модуля потерь к круговой частоте 0 7(й —т) называется динамической вязкостью Она имеет ту же размерность, что и коэффициент вязкости в уравнении НьютОна, [c.263]


    Определение вязкости полимеров при деформации сдвига  [c.210]

    Уже Рейнер отмечал [9, с. 51], что при ламинарном течении вязких жидкостей каждый элемент объема не только деформируется со скоростью сдвига у, но и вращается с угловой скоростью 03=y/2- Рассматривая с этих позиций стационарное течение полимеров, можно считать, что каждый элементарный объем полимерного материала, вращающегося относительно поля напряжения с определенной частотой, подвергается периодической деформации растяжения с вдвое большей частотой [20, с. 37], поскольку за один оборот каждое сечение дважды совмещается с направлением главного растягивающего напряжения. Таким образом, установившееся ламинарное течение является своеобразным аналогом динамического режима деформации, а аномалия вязкости, наблюдающаяся при стационарном течении, аналогична частотной зависимости динамической вязкости и так же, как все остальные особенности механического поведения полимеров, является следствием релаксационного механизма деформации [14, с. 479 17, с. 153 21—36 38—40 121 122]. [c.48]

    Уже Рейнер отмечал , что при ламинарном течении вязких жидкостей каждый элемент объема не только деформируется со скоростью сдвига V, но и вращается с угловой скоростью со = у/2. Рассматривая с этих позиций стационарное течение расплавов полимеров, можно считать, что каждый элементарный объем полимерного материала, вращающегося относительно поля напряжений с определенной частотой, подвергается периодической деформации растяжения с вдвое большей частотой , поскольку за один поворот каждое сечение дважды совмещается с направлением главного растягивающего напряжения. Таким образом, установившееся ламинарное течение является своеобразным аналогом динамического режима деформации, а эффективная вязкость, наблюдающаяся при стационарном течении расплава, — аналогом динамической вязкости .  [c.35]

    В табл. Н.7 приведены некоторые данные [361] по величинам зацеплений, определенные различными методами. В табл. Н.7 имеются такие обозначения V — вязкость, Т2 — поперечное время релаксации из данных ЯМР, Е — модуль Юнга, 2 релаксационный модуль, соответствующий области каучукоподобного состояния, О — модуль сдвига, / — податливость при сдвиге, / — упругая податливость при сдвиге, /"—-податливость потерь при сдвиге, с — концентрация раствора, б — фазовый угол между напряжением и деформацией, V — объемная. доля полимера. О — упругий модуль сдвига, 0(/) — псевдоравновесный модуль сдвига, О—податливость при растяжении, АЯ — энергия образования зацеплений, Н—спектр времен релаксации при сдвиге. [c.205]


    Рассмотрим эксперименты подобного рода. При этом важное значение имеет возможность определения границ линейной области деформирования. В согласии с линейной теорией вязкоупругости под линейной областью деформирования следует понимать те режимы деформирования, при которых компоненты комплексного динамического модуля О — модуль упругости О и потерь О" — не зависят от амплитуды деформации уо- Для материала с нелинейными вязкоупругими свойствами компоненты комплексного динамического модуля сдвига не всегда могут быть определены так же, как и для материала в линейной области деформирования. Дело в том, что напряжение и деформация на нелинейных режимах деформирования могут не быть одновременно строго синусоидальными функциями. В этих случаях возможно определение только абсолютного значения комплексного модуля как отношения максимального напряжения к максимальной деформации, а следовательно, и комплексной динамической вязкости. Однако возможны такие нелинейные режимы периодического деформирования, при которых допустимо пользоваться методами линейной теории вязкоупругости, так как вид нелинейной функции, описывающей вязкоупругие свойства полимера, оказывается с достаточным приближением подобным линейной функции [271]. [c.114]

    Выше отмечалось, что при определенном значении молекулярного веса полимера наблюдается возрастание величины эффективной вязкости, которое обусловлено структурированием расплавов полимеров. Расплавы полимеров при деформации обладают пластическими и высоко эластическими свойствами [53, 54]. Величина высокоэластической деформации при постоянной скорости сдвига определяется напряжением сдвига и температурой. На рис. 37.10 приведена зависимость напряжения сдвига (г) для полипропилена от относительной деформации при постоянной (но разной для каждого опыта) скорости сдвига. На правой части рисунка представлена зависимость т от продолжительности деформации после прекращения течения, при этом величина деформации (е) оставалась постоянной. Эти данные характеризуют [c.518]

    При М Мс >10 переход полимеров из текучего в высокоэластн-ческое состояние выражен достаточно резко. Поэтому следует ожидать (и это действительно наблюдается эксиериментально), что в такого рода случаях нри скоростях деформации, превышающих критические значения, текучесть у полимеров окажется настолько подавленной, что будет невозможно реализовать установившееся ламинарное течение. Поэтому для полимеров, у которых М > М , возможность проявления аномалии вязкости ограничена определенными скоростями и напряжениями сдвига и установившийся режпм ламинарного течения можно осуществить только при очень низких скоростях деформации, которым отвечают ньютоновские или близкие к ним режимы течения, хотя напряжения сдвига могут быть при этом очень высокими. [c.192]

    Переход из текучего в высокоэластическое состояние и обратно определяется соотношением скорости деформации н времени релаксации, которым может быть охарактеризованы вязкоупругие свойства полимера. Это соотношение выражается безразмерным нроиз-ведением ( 0), где 0 — некоторое характерное время релаксации. Рассматриваемый переход полимеров из одного физического состояния в другое должен совершаться при определенном значенииузО = == onst. Для линейных полимеров, однородных по молекулярным массам, все времена релаксации находятся в однозначной связи между собой. Кроме того, величина 9 прямо связана с начальной вязкостью полимера (подробнее см. гл. 3). Поэтому критическая скорость деформации Ys обратно пропорциональна начальной вязкости полимера и соответственно зависит от температуры. Но Ys = = (0/г]о)т5, где (0/т]о) (при Л/> ЛГ ) не должно зависеть от молекулярной массы и температуры, т. е. критическое напряжение сдвига Tj является постоянной величиной. Необходимо подчеркнуть, ЧТО условие т . = onst относится не только к случаю резкого перехода монодисперсных полимеров в высокоэластическое состояние и для полидисперсных полимеров, проявляющих аномалию вязкости, существует связь между 0 и t)q. Но если переход в высокоэластическое состояние совершается в области неньютоновского течения, то приближение к критическим условиям деформирования происходит постепенно. [c.192]

    При изучении текучести многих полимеров tpa плaвы полиэфиров, полистирола) при повышенных температурах и при малых напряжениях сдвига было установлено, что процесс течения этих иоли.меров подчиняется закону Ньютона. В области более высоких напряжений процесс течения полимеров не подчиняется закону Ньютона. Это означает, что коэффициент пропорциональности в уравнении (2) не является постоянной величиной, а меняется в зависимости от приложенного напряжения. Поэтому для определения коэффициента вязкости полимеров по закону Ньютона необходимо экспериментально установить интервал напряжений, в котором соблюдается этот закон. Кроме того, для определения коэффициентов вязкости следует расчленить общую деформацию на деформацию течения (бтеч.) и Высокоэластическую деформацию (53.1)- Это обычно производится двумя путями. [c.207]


    Механизм, связанный с разрушением структуры, влияющим на изменение энтропии активации (энтропийный механизм неньютоновского течения), предложен автором этой монографии [30, 41]. Для линейных полимеров, в том числе наполненных, характерно, что в отличие от дисперсных систем при переходе от ньютоновского к неньютоновскому течению энергия активации не изменяется. Она остается постоянной и при дальнейшем увеличении напряжения и скорости деформации сдвига (до определенных пределов). Однако эффект снижения вязкости при увеличении напряжения сдвига у эластомеров столь велик, что факт постоянства энергии активации удивителен. Остается предположить, что снижение вязкости происходит за счет уменьшения предэкспоненциального множителя в уравнении (7.8) при /=сопз1. В этом случае изменение А происходит за счет изменения энтропии активации 5, в процессе разрушения надмолекулярной структуры при переходе от покоя к течению. Обычно 5 возрастает с увеличением скорости течения, но для некоторых полимерных систем (олигомеры, регулярный полибутадиен), склонных к кристаллизации при деформации или образованию упорядоченных ориентированных структур, энтропия может и убывать — явление антитиксотро-пии (см. [29], гл. V [42—44]). В общем уменьшение или увеличение вязкости при увеличении скорости течения зависит от особенностей поведения данной полимерной системы при действии внешних сил. Последние могут приводить к разрушению исходной надмолекулярной (флуктуационной) структуры без образования новой. Тог- [c.210]

    Как правило, уменьшенпе эффективной вязкости с возрастанием скорости сдвига происходит тем сильнее, чем выше жесткость полимерной цепи, выше молекулярная масса полимера и ниже теми-ра. Наир., В. а. расплавов полиэтилена практически пе проявляется при темп-рах выше 290°С, в ю время как опа в сильной степени выражена для температур 140—200 °С. Поликапролактам и полиэтилентерефталат низкой мол. массы в процессах переработки ведут себя как практически ньютоновские жидкости, и с В. а. этих полимеров можно не считаться. Напротив, прп течении полидисперс-иых каучуков и жесткоцепиых полимеров типа эфиров целлюлозы В. а. проявляется во всем практически доступном наблюдению диапазоне скоростей деформации. Пластификация способствует тому, что область, в к-рой проявляется В. а., сдвигается в сторону низких напряжений и охватывает более широкий диапазон скоростей сдвига. При увеличении скорости сдвига от нуля до значений, характерных для технологич. процессов переработки полимеров (экструзии, литья под давлением, калаидрова-иия и т. п.), в типичных случаях эффективная вязкость в области В. а. снижается в 10 —10 раз. Поэтому показатели вязкостных свойств полимерных систем, определенные в области низких скоростей и напряжений сдвига, часто ока.зываются непригодными для описания технологич. свойств этих систем. [c.283]

    Подбор технологи , режима формования изделий из полимеров неизбежно требует определения механич. свойств полимеров в В. с. Для оценки свойств резшю-вых смесей в технологич. практике широко применяют такую характеристику, как вязкость по Муни (см. Пласто-эластические свойства), для оценки свойств термопластов — индекс расплава и текучесть по спирали, а реактопластов — текучесть по Рашигу. Однако эти показатели недостаточны для характеристики технологич. свойств полимеров, т. к. системы с одинаковыми показателями вязкости по Муни или индексами расплава в разны.х режимах переработки могут вести себя различно в зависимости от особенностей строения макромолекул или состава композиций. Поэтому необходимо характеризовать свойства полимеров в В. с. в пшроком диапазоне скоростей сдвига и темн-р с помощью современной вискозиметрич. техники (см. Вискозиметрия). Прогрессивным способом характеристики полимеров в В. с. является также оценка их высокоэластич. свойств, напр, по развивающимся при точении нормальным напряжениям (см. Вайссенберга аффект) иди высокоэластич. деформациям, сопровождающим вязкое течение. [c.291]

    Одной из важных характеристик полимера является предел линейной вязкоупругости. Установлено, что предельные деформации увеличиваются с увеличением гетерогенности внутренней структуры полимера 823. Течение расплавленного полимера зависит главным образом от молекулярного веса логарифм вязкости расплава является линейной функцией корня квадратного из среднего молекулярного веса. Однако другие факторы, например степень разветвленности полимера и распределение по молекулярным весам, также оказывают существенное влияние на поведение материала при переработке. Скорость течения полиэтилена, измеренная при малом напряжении сдвига, например при определении индекса расплава, не может характеризовать пере-рабатываемость полимера, так как в некоторых случаях материалы с различными индексами расплава имеют одинаковые характеристики течения в условиях переработки и наоборот [c.274]

    По данным Метцнера и сотр. , нарушение целостности зкструдата нельзя определять по перегибу на кривой течения, так как иногда на кривой течения перегиб не наблюдается, а дробление расплава происходит особенно заметно это несоответствие при использовании коротких капилляров, например при формовании волокна. Явление дробления расплава наблюдается при достижении определенной скорости сдвига, названной критической скоростью сдвига (у ф.)- По мнению авторов работы , на дробление расплава более существенно влияет не сама скорость сдвига, а скорость ее изменения. Особенно большое значение укр. приобретает в связи со стремлением значительно увеличить скорость переработки термопластичных материалов. На величину Yкp. влияют многие факторы вязкость расплава, молекулярный вес и природа полимеров, температура, упруго-эластические составляющие деформации, форма капилляра и другие факторы. [c.122]


Смотреть страницы где упоминается термин Определение вязкости полимеров при деформации сдвига: [c.46]    [c.327]    [c.94]    [c.286]    [c.295]    [c.57]    [c.8]   
Смотреть главы в:

Физико-химия полимеров 1963 -> Определение вязкости полимеров при деформации сдвига




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Вязкость определение

Вязкость полимеров

Деформации полимера

Деформация сдвига

Полимеры определение



© 2024 chem21.info Реклама на сайте