Течение расплавов в капиллярах

Рассмотрим воздействия, которым подвергается расплав полимера при его истечении из резервуара через цилиндрический капилляр. В области входа (см. рис. 13.4) текущий расплав принимает форму сходящегося потока, при этом он подвергается значительному продольному ускорению, т. е. растягивается. При увеличении скорости течения, осевое ускорение тоже возрастает. В результате расплав становится все более упругим и, наконец, при резком растяжении может начать разрушаться. Если такого разрушения не происходит, то на рас- [c.464]

Материал, загруженный в нагретую до заданной температуры экструзионную камеру, прогревает до его расплавления в течение 4 мин. После этого в камеру вводят поршень, нагруженный стандартной для испытуемого полимера нагрузкой (табл. 57). Под действием этого усилия расплав выдавливается через капилляр. [c.190]

Экструзионные головки. Основная цель процесса экструзии заключается в том, чтобы с постоянной скоростью и при постоянной температуре подавать в головку гомогенный расплав полимера. В головке расплав формуется. Если хотят получить пруток, то головку выполняют в виде цилиндра. Когда требуется получить изделие в форме ленты, то нельзя просто сделать отверстие прямоугольного сечения, так как скорость сечения массы в центре прямоугольной щели окажется больше, чем по краям, и, следовательно, экструдат в центре будет толще. Существуют два пути исправления этого недостатка первый заключается в том, что по краям щель расширяется, так что в поперечном сечении она имеет вид вогнутой линзы второй путь состоит в увеличении длины оформляющей части головки в центре щели и уменьшении с краев. Наиболее распространен на практике второй путь. При течении ньютоновской жидкости расход изменяется прямо пропорционально кубу высоты щели и обратно пропорционально длине оформляющей части. Поэтому на расходе значительно сильнее сказывается изменение высоты щели, чем длины оформляющей части. При течении жидкости через круглое отверстие расход изменяется прямо пропорционально четвертой степени диаметра капилляра и обратно пропорционально его длине. Следовательно, расход жидкости в этом случае гораздо резче зависит от изменения диаметра, чем от изменения длины. [c.130]

Рассмотрение профиля напряжений сдвига, показанного на рис. 6, позволяет высказать следующее предположение о механизме исчезновения разрыва на кривых течения при введении в расплав газа. Когда среднее значение напряжения сдвига на стенке капилляра достигает критического значения т , отвечающего наступлению неустойчивого течения, напряжения на значительной длине капилляра в области выхода остаются меньшими этого критического значения. Поэтому эффект скольжения в области выхода из капилляра невозможен. [c.176]

Для измерений вязкости расплавленных солей применяется метод определения скорости течения через платиновые или платино-иридиевые отверстия и капилляры, а также очень часто — через капилляры из кварцевого стекла, причем расплав должен оставаться под постоянным гидростатическим давлением. Этот метод очень удобен для относительных измерений, основанных на известной вязкости градуировочной жидкости, например воды. Обозначим внутреннее трение (вязкость) данного расплава через т)т, давление — через время течения Р , те же величины для воды обозначим ин- [c.90]

Очевидно, что композиты такой природы могут в принципе быть сформированы простым добавлением фибриллярного материала в расплав того же самого полимера. Повышенная температура плавления кристаллов фибриллярного типа безусловно позволяет реализовать такое смешение. Одна из попыток приготовления смеси уже была описана [38]. В частности, фибриллы структурного типа шиш-кебаб могут быть примешаны к тому же самому полимеру, из которого сформированы фибриллы. При прохождении такого смешанного расплава через капилляр произойдет выстраивание фибрилл. Это приведет к той же самой ситуации, которая возникает при формировании фибрилл в процессе течения. С момента добавления фибрилл процесс развивается тем же путем. Различие заключается лишь в том, что в случае приготовления смеси используются хорошо охарактеризованные фибриллы. [c.258]

Испытания проводят следующим образом. В полость цилиндра засыпают гранулы или порошок анализируемого сырья и по мере заполнения рабочего объема уплотняют материал латунным шомполом с целью удаления пузырьков воздуха. После заполнения цилиндра полимером поршень опускают в рабочую полость прибора (вращением штурвала 1 против часовой стрелки) и всю систему выдерживают при заданной температуре в течение 10—15 мин. Затем вращением штурвала по часовой стрелке отводят цангу от поршня и под действием установленных грузов продавливают расплав полимера через капилляр. По истечении назначенного промежутка времени экструдат отсекают ножом и взвешивают на аналитических весах. Время выдавливания выбирают обычно таким образом, чтобы получать навеску в пределах 3—5 г. [c.69]

Расплав выдерживают в течение 10—15 мин для установления равномерной температуры, а затем на шток 7 устанавливают стандартный груз и выдав -ливают расплав. Через определенные промежутки времени выдавливаемый расплав срезается с капилляра (сопла) ножом и взвешивается. Показатель текучести расплава I (в г/10 мин) рассчитывают по формуле- [c.70]

По второму методу [114], вещество помещается не в капилляр, а между двумя стеклянными плоскопараллельными кюветами, охлаждаемыми циркулирующей жидкостью из термостата. Линейная скорость кристаллизации измеряется в этом случае по росту единичного зерна как изменение его радиуса с течением времени. В таком плоском слое рост сводится к двухмерному процессу. Циркулирующая по кюветам жидкость из термостата поддерживает температуру слоя постоянной и обеспечивает условия отвода тепла значительно лучше, чем в случае использования капилляра. Измерения температуры фронта кристаллизации показали, что в плоских препаратах толщиной 0,3—0,35 мм температура на границе кристалл — расплав отличается от температуры в термостате в пределах 0,1 °С. Это позволяет при исследовании линейной скорости роста кристаллов снизить влияние выделяющейся теплоты превращения на температуру жидкой фазы, что особенно важно в случае исследования веществ, для которых характерны значительные скорости роста кристаллизации. [c.67]

Получение расплава хлор-ИФК. К 100 мл (126,8 г, 0,825 моля) 99%-ного м-хлорфенилизоцианата при перемешивании добавляют по каплям 68 мл (53,3 г, 0,886 моля) абсолютированного изопропилового спирта, ГОСТ 9805—69. Когда реакционная смесь разогреется до 50°, охлаждают колбу холодной водой и продолжают добавление спирта с такой скоростью, чтобы температура смеси не выходила из пределов 50—65°. По окончании добавления спирта снимают охлаждение и в течение 30 мин. поддерживают температуру 60—70°. Затем повышают температуру смеси до 90°, отгоняя имеющийся небольшой избыток изопропилового спирта в заключение с помощью водоструйного насоса создают в колбе остаточное давление 150—200 мм рт. ст., перемешивая смесь воздухом, всасываемым через капилляр. При этом в течение 20 —25 мин. удаляются последние остатки изопропилового спирта, после чего расплав с температурой не ниже 45—50° выгружают из колбы и направляют на кристаллизацию. Выход 175 г (99,1), содержание основного вещества в продукте 98,2% (определено по методике ФАО 4]). Температура плавления кристаллического продукта 35,5—36,5°. [c.34]

Виноградов [25] получил данные по нормальным напряжениям в расплаве полипропилена, исходя из результатов измерений разбухания струи, выходящей из капилляра. Эти значения оказываются на несколько порядков ниже предсказываемых соотношением = = "ПоЯ. Аналогичные аномально низкие значения нормальных напряжений, рассчитанные таким же методом, были получены и для расплава полиэтилена [33]. По-видимому, следует предположить, что использование метода расчета нормальных напряжений по величине коэффициента разбухания экструдата не дает удовлетворительных результатов для расплавов полимеров. Основная проблема заключается прежде всего в быстром замораживании экструдата, что препятствует полному расширению струи. Кроме того, чрезвычайно высокие вязкости расплавов не позволяют реализовать очень высокие скорости течения, а при медленной экструзии полимер выдавливается вертикально из капилляра, будучи окруженным замороженной коркой . Вследствие этого расплав может существенно вытягиваться вбли- [c.203]

На процесс течения расплавов существенное влияние могут оказывать предшествовавшие внешние воздействия. Так, если перед входом в капилляр расплав подвергался интенсивным сдвиговым деформациям и не успел от-релаксировать, то при течении через капилляр вязкость его будет значительно меньше. Поэтому весьма важно, чтобы при испытаниях с целью определения реологических характеристик строго соблюдались определенные условия перед входом в капилляр. Например, наиболее точные реологические характеристики для расчета экст- рузионных головок югут быть получены в результате испытания материала на лабораторном экструдере. [c.101]

Вытекающая из капилляра фильеры жидкая струя в большей или меньшей степени имеет регулярные или нерегулярные колебания, в крайнем случае вызывающие касание струей зеркала фильеры. Расплав прилипает к поверхности фильеры, образуются капли, непрерывность формования нарушается из-за так называемого завара фильеры. Известным способом уменьшения адгезии между материалом фильеры и жидким расплавом является покрытие зеркала фильеры силиконовыми составами или пленкой политетрафторэтилена [18]. Но все эти покрытия неустойчивы к высокой температуре. По патенту [19], более эффективно покрытие зеркала фильеры пленкой фторполимера высокой молекулярной массы, наносимой аэрозольным распылением 25%-ной суспензии в перхлорэтилене. Перед обработкой фильеры промывают моющим веществом, сушат, наносят слой суспензии фторполимера и запекают при 370 10°С в течение 30 мин. В результате [c.197]

Из раствора 5—10 г золота в царской водке отгоняют растворитель при температуре водяной бани в вакууме, достигаемом при действии водоструйного насоса (при этом через капилляр пропускают диоксид углерода в качестве защитного газа). Для вытеснения азотной кислоты жидкость упаривают таким же путем еще два раза с концентрированной соляной кислотой, а остающийся темный красно-бурый расплав выливают в чашку, в которой он затвердевает в виде кристаллической массы. Эту массу нагревают в высоком вакууме при 100 °С до тех пор, пока не перестанет обнаруживаться заметное давление паров. При этом НАиСЦ снова расплавляется. В связи с наблюдающимся небольшим разбрызгиванием расплава необходимо соблюдать осторожность. Когда вся вода будет удалена, температуру поднимают до 156 С (используют кипящий бромбензол в качестве нагревательной жидкости). При более высокой температуре (170—205 °С) разложение заканчивается в течение нескольких часов. [c.1104]

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]

Аминокислоту плавят прямо в пробирке, которую помещают в масляную или металлическую баню при 220 °С. Температуру быстро повышают до 260 X и поддерживают в течение 15 мин. Если в процессе поликоиденсации вода все-таки конденсируется в приборе, ее выдувают горячим воздухом, а затем расплав охлаждают в токе азота. Полиамид извлекают из пробирки, хлоркальцие-вую трубку взвешивают для определения количества выделившейся воды. Опыт повторяют дважды, увеличив время реакции до 30—60 мин. Определите вязкость трех образцов полиамида в конц. Н2504 при 30 °С (С=10 г/л) в вискозиметре Оствальда (диаметр капилляра 0,6 мм). Возрастание т]уд/С с увеличением продолжительности реакции является мерой степени поликоиденсации. Полученный найлон 6 имеет температуру плавления, равную 215°С из его расплава можно тянуть нити. Полиамид содержит примеси линейных и циклических олигомеров, которые можно экстрагировать из хорошо растертого образца метанолом в аппарате Сокслета (12 ч). Экстракт содержит циклические и линейные олигомеры вплоть до пентамера, количество которых можно определить после удаления метанола в вакууме. е-Капролактам удаляют промыванием остатка безводным эфиром. Остаток вновь растворяют в метаноле (17о-ный раствор) и пропускают раствор через катионит [14], промытый метанолом линейные олигомеры задерживаются в колонке. Количество циклических олигомеров определяют [c.204]

Образование разрывов на кривых течения, наблюдаемое для гибкоцеп-иых полимеров достаточно большого молекулярного веса, связано с их переходом из текучего состояния в высокоэластическое прп критической интенсив-иости воздействия (скорости и напряжении сдвига) вследствие этого расплав теряет способность течь и начинает целиком скользить по стенке капилляра, так что поверхность скольжения образуется не внутри расплава, а на границе полимер —твердая стенка. См. Виноградов Г. В., Высокомол. соед., I3A, 294 (1971) Виноградов Г. В., Малкин А. Я- и др. Высокомол. соед., 14А, 2425 (1972) J. Polymer Sei., А-2, 10, 1061 (1972).— Прим. ред. [c.176]

Большая серия работ по изучению кристаллизации ПЭ и ПП в таких условиях была проведена в последнее десятилетие Портером [74] и Саузерном (Southern, см. [73]). Найдено, что давление, необходимое для постоянной скорости движения плунжера, продавливающего через капилляр вискозиметра Инстро-на расплав ПЭ при Г=130— 145°С, непрерывно растет. По достижении значения 1,9-10 Па в капилляре происходит почти мгновенная (в течение нескольких секунд) кристаллизация массы полимера, что приводит к прекращению выхода экструдированного материала. При некоторой критической комбинации давления, температуры и скорости сдвига кусок нити ПЭ со стороны входа в капилляр получается исключительно [c.61]

В работе [60] безводный Mg U плавился в токе сухого НС1 в течение 6—8 м для предотвращения гидролиза. Содержание S0 и ионов железа в Mg lj не превышало 0,005%, содержание MgO составляло 0,2—0,47о. В качестве рабочего газа применялся СОг (в течение 20—30 мин он продувался через расплав). Кончики капилляров обрабатывались перед каждым опытом. Пузырьки образовывались со скоростью 2—3 пузырька в минуту. Измерения при каждой температуре проводились последовательно с тремя капиллярами различного диаметра. [c.99]

Наиболее распространенным прибором капиллярного типа является мелт-индексер — стандартный капиллярный вискозиметр, предназначенный для измерения индексов расплава термопластов. Давление на расплав передается через поршень, на котором устанавливается некоторый груз. Скорость сдвига рассчитывается по объемной скорости истечения расплава из капилляра, которая в свою очередь измеряется взвешиванием отрезков струи, выдавливаемой из капилляра за определенное время . Под индексом расплава понимают количество расплава (в граммах), выдавленное из капилляра за 10 мин в условиях, строго регламентированных стандартом А5ТМ (см. работу ). Условия испытания зависят от типа исследуемого полимера. Характеристика полиолефинов по индексам расплава примерно соответствует их разделению на марки по молекулярным весам и может служить для качественной оценки перерабатываемости полимера. Однако индекс расплава соответствует одной точке на кривой течения, что ограничивает его ценность как показателя вязкостных свойств данного полимера. [c.74]

Особенно наглядно это предположение было подтверждено в экспериментах А. Метцнера, Дж. Карли и Р. Парка с выдавливанием расплава через каналы без входной зоны. Капилляры медленно заполняли расплавом и выдерживали в заполненном виде при определенной температуре опыта в течение времени, вполне достаточного для релаксации возникших напряжений. После выдержки расплав выдавливали и при этом никаких нерегулярностей не наблюдалось, хотя те же скорости при обычных условиях непрерывного выдавливания оказывались выше критических. Очевидно, здесь сказывалось именно отсутствие ускорений сдвига. Данные 1 эксперименты наглядна подтвердили превалирующее значение геометрии входа. [c.60]

На величину кр. особенно заметное влияние оказывает геометрическая форма входного отверстия в капилляр. Установлено , что при течении расплава по капилляру на входе образуется естественный конус с углом 30—40°. Остальное пространство представяет собой мертвую зону, в которой расплав может только циркулировать. Поэтому, если цилиндрическую форму входного отверстия изменить на коническую, ликвидируется мертвое пространство перед входом и создается более равномерное поле сил. На оптимальный угол входа влияет много факторов, поэтому имеющиеся в литературе данные противоречивы. Для длинных капилляров изменение угла входа в пределах 40—180° мало сказывается на укр-По данным , уменьшение угла входа приводит к увеличению укр. [c.123]

При этом были сделаны следующие допущения не учитывалось влияние угла переходного конуса и есоосность заходного и капиллярного отверстий давление над фильерой распределено равномерно по всей плоскости течение расплава неразрывно расплав несжимаем. Анализ уравнения привел авторов к выводу о необходимости увеличения диаметра я длины капилляров с целью уменьшения неравномерности линейной плотности нити. [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология