Реологические свойства полимеров при растяжении

Ряд исследователей > 24 обращает внимание на то, что переработка в изделия полиэтилена высокой плотности сопряжена в настоящее время с большими трудностями, вызванными недостатком данных о его физико-механических и реологических свойствах. Обычные характеристики термопластов (индекс расплава при определенной температуре и постоянной скорости деформации и т. п.) не могут служить основанием для выбора режима процесса переработки, равно как и не свидетельствуют о прочностных свойствах будущего изделия. Как показали проведенные исследования, полиэтилены, имеющие одинаковый индекс расплава, ведут себя при переработке по-разному. В связи с этим рекомендуется определять поведение полимера не по избранным точкам процесса плавления, а на основании всей кривой процесса (например кривой течения, растяжения и т. п.). [c.262]

Развиваемая в настояш ей монографии концепция получила недавно существенное подтверждение в работах Г. В. Виноградова и его школы. Г. В. Виноградов считает, что при переходе полимера из высокоэластического в стеклообразное состояние (имеется в виду механическое стеклование за счет достижения высоких скоростей деформации) механизм разрыва может изменяться [610, с. 548]. Базируясь на проведенных ими ранее фундаментальных исследованиях реологических свойств полимеров с узким молекулярно-массовым распределением [611—616], Г. В. Виноградов с сотр. установили, что, переходя от деформации сдвига к одномерной деформации растяжения линейных полимеров с узким распределением по молекулярным массам, можно работать в широком интервале скоростей деформации. Причем с увеличением скорости деформации при постоянной температуре наблюдается переход от вязкого течения к высокоэластической деформации и затем к хрупкому разрушению. При реализации такого эксперимента происходило уменьшение необратимой компоненты, особенно существенное после перехода в высокоэластическое состояние. Уменьшение деформируемости полимера связывается с наступлением его механического разрушения. [c.244]

Отсюда следует, что е 2 = е + е , т. е. результат не зависит от последовательности операций растяжения, и мера деформации по Генки обладает свойством аддитивности по отношению к последовательным деформациям. Поэтому это определение особенно удобно использовать при рассмотрении больших продольных деформаций. Подробнее этот вопрос обсуждается при анализе показателей реологических свойств полимеров, получаемых методом растяжения. [c.33]

При изучении реологических свойств полимеров основное значение имеют три простейших вида деформации простой сдвиг, одноосное растяжение и всестороннее сжатие. Для полимеров в [c.208]

Эти реологические свойства проявляются, как правило, комплексно, при различных типах деформирования, имеющих место в процессах переработки, например при простом и сложном сдвиге, а также при растяжении полимеров в твердом и жидком (растворенном или расплавленном) состояниях. Своеобразие проявления реологических свойств полимеров при растяжении, особенности методик их измерения и расчета дают основание во многих случаях выделять свойства растворов и расплавов полимеров при растяжении в отдельную группу реологических свойств. [c.189]

Наряду со сдвиговым деформированием большое значение при исследовании реологических свойств полимеров имеет растяжение расплавов полимеров [159—166]. Поэтому в последнее время резко усилился интерес к использованию растяжения расплавов полимерных материалов для аттестации их технологических свойств. [c.223]

Исследование реологических свойств полимеров при одноосном растяжении представляет собой распространение на область температур, лежаш их выше области стеклования, методики изучения деформационных свойств полистирола, результаты применения которой для стеклообразных образцов будут описаны в гл. VI. Большие деформации при Т Tg связаны с образованием шейки и резкой неоднородностью деформации по длине образца. Растяжение при Т Tg происходит иначе — развитие деформаций осуществляется довольно однородно и складывается из накопления высокоэластических (обратимых) деформаций и вязкого течения расплава. Соотношение между этими компонентами зависит от тех же факторов, что и при сдвиге от скорости деформации, продолжительности ее действия, температуры, т. е. в конечном счете, от соотношения времени релаксации расплава и временного фактора, характеризующего кинематику растяжения. [c.200]

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ [I, 4] [c.181]

В процессах пластификационного и термического вытягивания реологические свойства волокон непрерывно изменяются, что не позволяет четко разделить составные части общей деформации. Такое разделение сравнительно легко сделать только в случае деформирования аморфных полимеров (поливинилхлорида, полистирола, полиизо бутилена), при растяжении которых не происходит фазовых переходов. [c.243]

Систематические работы по исследованию реологических свойств расплавов полимеров при растяжении приведены под руководством Г. В. Виноградова [4]. На основании этих работ можно показать изменение X и т] с ростом скорости деформации, как это сделано на рис. 134 и в табл. 4 на примере расплава полистирола. [c.185]

ММР является важной характеристикой полимера и оказывает влияние на кристаллическую структуру, плотность, прочность при растяжении и изгибе, удлинение при разрыве, модуль упругости, вязкость расплавов и другие механические и реологические свойства. Поэтому изменения ММР в процессах старения имеют важное значение с точки зрения сохранности свойств полимерного материала. [c.200]

Температура или время Показанный на рис. 1.1 характер изменения модуля упругости полимеров при растяжении и сдвиге по мере перехода из одного состояния в другое не зависит от переменного параметра температуры, времени или частоты. Наклон кривой температурной зависимости модуля упругости полимеров в высокоэластическом состоянии слегка положителен. Положения точек перехода из одного физического состояния в другое как по температурной, так и по временной шкале зависят от типа полимера. Снижение модуля при переходе полимера из твердого состояния определяется его температурой плавления или стеклования это явление наблюдается также при наличии растворителя или пластификатора. Длина участка кривой, соответствующая высокоэластическому состоянию, зависит от молекулярной массы полимера. Низкомолекулярные линейные полимеры, у которых длина цепи недостаточна для образования механических зацеплений, не имеют области высокоэластичности. Чем больше молекулярная масса, тем шире интервал времени и температуры, в котором полимер находится в высокоэластическом состоянии. Исключение составляют, естественно, сетчатые полимеры, так как они никогда не проявляют реологических свойств, характерных для расплавленного состояния, если не произошло разрыва поперечных связей. На рис. 1.1 переходная зона между состояниями показана широкой. В действительности полимер, находящийся в расплавленном состоянии, в той или иной степени должен проявлять высокоэластические свойства (т. е. упругость), что и является причиной химических превращений под действием механических сил. [c.14]

В системах, представляющих собой резиновую матрицу, наполненную короткими хаотически распределенными отрезками волокон, обнаружена корреляция механических свойств и адгезионной прочности [69]. Сопротивление разрыву нетканых материалов [70] также возрастает с повышением адгезионной прочности. Разрушающее напряжение при растяжении полиэтилена, наполненного. асбестом, возрастает при модификации поверхности и повышении сродства неполярной матрицы к волокнам асбеста. В материалах, содержащих дисперсный наполнитель, прочное сцепление частиц с матрицей— необходимое условие проявления эффекта усиления. Имеется корреляция между прочностными свойствами эластомеров, содержащих наполнитель, и предельным напряжением сдвига в растворе полимера, содержащем дисперсию наполнителей [72—74]. Эта реологическая характеристика зависит от характера связи полимер-наполнитель, т. е. от адгезии. Еще одним доказательством влияния адгезии полимера к частицам наполнителя на прочностные свойства наполненной системы являются данные, приведенные в [75], где обнаружена корреляция усиливающихся свойств наполнителей с адгезией полимера к наполнителю. Прочность композиций, содержащих дисперсные наполнители, возрастает при усилении интенсивности молекулярного взаимодействия меж- [c.194]

При изучении реологических свойств полимеров осиовное зн чение имеют три простейших вида деформаиии всестороннее сжс rue, растяжение и сдвиг. Для полимеров в текучем состоянии иа1 более важно их поведение при сдвиг У Рассмотрим связанные с этим видом Д [c.242]

Такая широта предмета исследований в сочетании со спецификой проявлений свойств многих классов и типов современных полимерных материалов заставила авторов сконцентрировать внимание только па ключевых моментах реологии полимеров — общем подходе к описанию механических свойств сплошных сред, результатах виско-зиметрических исследований полимерных систем различного состава, определении вязкоупругих свойств полимеров, как следствия длинноцепочечного строения макромолекул, особенностей проявления реологических свойств полимеров при наиболее простых и важных схемах деформирования — сдвиге и одноосном растяжении. [c.9]

Определение реологических свойств при растяжении. В работе [62] описан реометр для исследования процесса растяжения, в котором образец полимера плавает в силиконовом масле в горизонтальном пололсении (рис. 2.8). Деформация осуществляется двумя зубчатыми колесами, вращающимися с постоянной скоростью. Принцип замера соответствует одноосному растяжению (простохму удлинению). Такой способ измерения имеет преимущества, заключающиеся в том, что могут быть реализованы большие общие деформации и исключаются трудности, связанные с деформацией в местах зажима. Кроме того, привод с постоянной частотой вращения обеспечивает постоянную скорость растяжения е [61]. [c.42]

Характер течения полимерных систем зависит как от вида деформации (сдвига, растяжения), так и от скорости потока (квази-статический или динамический режим). В процессе течения полимеров разных молекулярных масс при определенных напряжениях и частотах внешнего воздействия возможен их переход, по данным Виноградова с сотр., из вязкотекучего состояния не только в высокоэластическое, но и в стеклообразное. Наличие у аморфных полимеров структурной упорядоченности флуктуацнонной природы проявляется и в вязкотекучем состоянии, влияя на процессы их переработки. После разрушения надмолекулярной структуры в полимерных системах при действии напряжений в условиях повышенных температур их реологические свойства изменяются (текучесть улучшается). Термообработка полимеров позволяет целенаправленно регулировать характер их надмолекулярной структуры, что важно для установления закономерностей процессов переработки. [c.172]

Помимо перечисленных выше исследований предварительная оценка включает в себя определение и некоторых других физикомеханических свойств, таких, как предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, а когда речь идет о твердых полимерах, то, возможно, и ударная вязкость. Кроме того, изучению могут быть подвергнуты растворимость полимера в целол ряде растворителей и его адгезия к различным веществам. Общее представление о поведении термопластичных полимеров при нагревании пол5 чают с помощью вышеупомянутого термического анализа, но это поведение будет подвергнуто дальнейшему испытанию на теплостойкость в условиях обработки. Для выяснения условий обработки определяются реологические свойства расплава полимера, после чего они сравниваются с аналогичными свойствами существующих материалов. В особых случаях на этом же этапе испытаний могут быть определены и другие свойства, такие, как водопоглощение, проницаемость полимерной пленки для водяного пара и различных газов, воспламеняемость и химическая стойкость к действию тех или иных химических продуктов. Однако, как правило, эти испытания откладываются до второго этапа испытаний. [c.123]

Айнбиндером с сотрудниками [66, 67 ] было показано, что реологические и прочностные свойства полимеров суш,ественным образом зависят от гидростатической составляющей давления, поэтому характеристики полимерных материалов даже при простом растяжении будут отличаться от характеристик при простом сжатии. Еще больше изменяются реологические свойства материалов при всестороннем сжатии. [c.27]

Большое практическое значение имеет определение реологических свойств расплавов полимеров при растяжении. Это важно, например, при производстве пленок, получении полых изделий, химических волокон, наложении изоляции ца кабелп, когда имеют место большие скорости отвода изделий. [c.40]

Это обусловлено несколькими причинами. Во-первых, практически все процессы переработки полимеров сопровождаются вытяжкой расплавов, причем во многих случаях она служит определяющей технологической операцией (например, при формовании плоских и рукавных пленок, волокон, нитей и т. д.). Вот почему физическое и кинематическое моделирование определенных стадий растяжением раснлавов оказывается более адекватным, чем использование сдвигового деформирования. Во-вторых, реологические характеристики при растяжении очень чувствительны к условиям вытяжки и фундаментальным (например, молекулярно-массовым) свойствам испытываемых объектов, и поэтому могут устанавливаться надежные корреляционные зависимости по цепочке строение полимера — параметры деформации — технологичность ири переработке. Наконец, способность расплава к растяжению и прежде всего к накоплению обратимых деформаций во многом определяет степень ориентации полимера и его физико-механические свойства в конечном продукте. [c.223]

Реологическая с ii л а, возникающая при растяжении жидкой струи у выхода из фильеры и зависящая от вязких свойств прядильного раствора. Ее расчет, по-видимому, очень сложен. Можно лишь утверждать, что она возрастает с увеличением эффективной вязкости прядильного раствора и с увеличением скорости формования (нри постоянной скорости истечения раствора). В работе Бринегера и Эпштейна была произведена оценка реологической силы как разности между фактической (измеренной) силой натяжения нити и суммой сил инерции и трения, полученной расчетным путем. Для волокна, формуемого из 10— 15%-ного раствора гексаметилентерефталамида (6-Т) в концентрированной серной кислоте и состоящего из 4100 филаментов по 0,17 текс каждый, эта сила колебалась от 75 гс при скорости формования 10 м/мин до 175 гс при скорости формования 35 м/мин, в то время как общее натяжение нити изменялось в тех же условиях приблизительно от 100 до 350 гс. К сожалению, в этой работе не приводятся реологические характеристики раствора полимера, но на основании косвенных данных можно полагать, что эффективная вязкость таких растворов на 1—1,5 десятичных порядка выше, чем вязкость прядильных растворов ксантогената целлюлозы. Если, исходя из этих данных, произвести пересчет на условия формования вискозных нитей, описанные в работе то при максимальной скорости формования 35 м/мин реологическая сила окажется равной приблизительно 1—2 гс на нить, что составляет очень небольшую величину по сравнению с общим натяжением нити около 50—70 гс (при пути в ванне 100 см). [c.183]