Течение полимеров

Это уравнение отражает идеальное (ньютоновское) течение жидкости, которое характеризуется следующими тремя чертами появлением сдвиговых деформаций при сколь угодно малых напряжениях, отсутствием эффектов упругости при течении и независимостью вязкости от скорости и напряжения сдвига. Полимеры, однако, обнаруживают отклонение от ньютоновского течения по всем указанным признакам. Во-первых, они могут проявлять признаки пластических тел, т. е. тел, характеризующихся наличием предела текучести — критического напряжения, только после достижения которого способно развиваться течение. Во-вторых, течение полимеров сопровождается накоплением высокоэластической энергии, что вызывает появление напряжений, перпендикулярных направлению течения, и, как следствие этого, разбухание экстру-дата, усадку образца и т. д. Полимеры, таким образом, наиболее ярко проявляют признаки вязкоупругих тел. Наконец, вязкость полимеров, как правило, сильно зависит от у и т, уменьшаясь с возрастанием последних (явление аномалии вязкости). Вязкость, соответствующая данному режиму течения и называемая обычно эффективной, будет рассмотрена ниже, здесь же мы остановимся на молекулярной трактовке ньютоновской вязкости [c.50]

Рис. 6.13. Нелинейный отклик течения полимера со степенным законом течения на гармонические колебания

Рис. 4.15. Влияние термодинамической гибкости макромолекул (1к статистический сегмент Куна) на энергию активации вязкого течения полимеров АЕр

Уравнение (10) с постоянным значением п применимо только для ограниченного интервала значений градиента или напряжения сдвига. Более полную картину течения полимера во всей доступной области изменения у. составляющей до 8 десятичных порядков, могут дать лишь эмпирически определяемые кривые течения — представленные в логарифмических координатах графики зависимости т либо т] от у. Конкретный вид графиков сильно зависит от молекулярной структуры эластомеров. [c.52]

ЦИИ эффективных цепей [42]. Очевидно, в области малых концентраций поперечные связи препятствуют вязкому течению полимера и тем самым способствуют ориентации цепей и возрастанию прочности. Но, начиная с некоторой концентрации эффективных цепей, подвижность звеньев ограничивается, вследствие чего сопротивление разрыву уменьшается (рис. 3). [c.543]

При теоретическом анализе влияния акустического воздействия на течение полимеров можно выделить три характерных режима воздействий в зависимости от соотношений между длиной волны звука А. и характерным геометрическим размером I для области материала, в которой осуществляется воздействие А. и к /. На практике [c.140]

В результате краткого рассмотрения особенностей течения полимеров в вязкотекучем состоянии мы приходим к основному выводу, что состояние это весьма похоже на высокоэластическое и отличается от него лишь малой стабильностью флуктуационной сетки. Все так называемые аномалии вязкости растворов или расплавов полимеров связаны с наличием этой сетки. Любой фактор, влияющий на устойчивость сетки, влияет и на закономерности вязкого течения. Выражением этого обстоятельства является правило логарифмической аддитивности. [c.181]

Детальное обсуждение форм температурных профилей, которые могут появиться в результате различных комбинаций этих безразмерных чисел, приведено в [И]. Следует отметить, что большинство неизотермических технологических течений полимеров является процессами с высокими числами Гретца Оз . Это означает, что мы обычно больше заинтересованы в развивающихся температурных профилях, чем в полностью развитых. Ниже рассмотрены решения уравнения энергии для больших и маленьких чисел Рл. [c.331]

Ввиду того, что низко- и высокомолекулярные соединения в жидком состоянии резко отличаются по своему строению, различаются и механизмы их вязкого течения. Это легко видеть из наблюдений за зависимостью энергии активации П вязкого течения полимерных растворов или расплавов от молекулярной массы и возрастает с молекулярной массой и достигает некоторой предельной величины. В случае парафиновой цепочки этот предел составляет 25—29 кДж/моль, для каучуков 14 кДж/моль и расплавов твердых карбоцепных полимеров 84—125 кДж/моль. Относительно низкие значения энергий активации у полимеров свидетельствуют о том, что статистически независимая кинетическая единица течения — тот же сегмент цепи, включающий в себя несколько десятков углеродных атомов хребта цепи, который является основным релаксатором и в высокоэластическом состоянии. Вязкость системы прямым образом зависит от числа сегментов, входящих в цепь. Соответственно, механизм вязкого течения полимеров заключается в перемещении цепей друг относительно друга путем перехода отдельных сегментов из одного равновесного положения в другое в результате теплового движения. Строго говоря, этот механизм течения справедлив для умеренно концентрированных растворов, а для полимеров, находящихся в более конденсированном состоянии, механизм течения более сложен. [c.168]

Изложенное показывает, что ниже температуры стеклования трудно ожидать перестройки структуры, поскольку полимерные цепи практически неподвижны. Поэтому любая молекулярная ориентация, имеющаяся в стеклообразном состоянии, сохраняется практически неизменной до тех пор, пока полимер не нагревают до температуры стеклования. Замороженные деформации, присутствие которых приводит к анизотропии механических характеристик полимера в стеклообразном состоянии, являются следствием молекулярной ориентации, возникающей при деформации или течении полимеров при температуре, превышающей температуру стеклования. [c.68]

Член Р (У- о) представляет собой обратимую скорость роста внутренней энергии на единицу объема при сжатии, а член (т — необратимый прирост внутренней энергии на единицу объема вследствие диссипации энергии при вязком течении. В последнем члене вязкость зависит от температуры, поэтому необходимо совместное решение уравнений движения и теплопереноса. Температурная зависимость вязкости может быть важной, а иногда и определяющей при течении полимеров. Тепловой поток можно выразить через градиент температуры, используя обобщенную форму закона Фурье [c.110]

Как учесть в решении поставленной задачи полимеризацию, сопровождающую течение полимера при его прессовании [c.559]

ОСОБЕННОСТИ ВЯЗКОГО ТЕЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ПРИ СДВИГЕ И РАСТЯЖЕНИИ [c.175]

Особенности вязкого НЫХ веществ, а также особенности тече-течения полимеров ния деформируемых материалов (вязкое при сдвиге и растяжении течение жидкостей, аномалия вязкости и [c.146]

Из данных о независимости энергии активации от длины полимерной цепи следует, что статистически независимой кинетической единицей процесса течения является некоторый среднестатистический отрезок цепной молекулы, называемый сегментом и включающий в себя несколько десятков углеродных атомов в цепи. Вязкость полимера зависит от числа сегментов, входящих в цепь, т. е. от длины цепной молекулы. Следовательно, механизм вязкого течения полимеров заключается в перемещении цепей друг относительно друга путем перемещения отдельных сегментов из одного равновесного положения в другое в результате теплового движения. Строго говоря, этот механизм течения имеет место для неконцентрированных растворов, а для полимеров, находящихся в конденсированном состоянии, механизм течения более сложен. В отсутствие внешних сил перемещения сегментов происходят по всем направлениям пространства. Наличие внешней силы приводит к перераспределению направлений перемещений сегментов таким образом, что число их в направлении действия силы возрастает, а в противоположном — уменьшается (это явление может быть названо вынужденной диффузией сегментов). [c.147]

Из сказанного выше ясно, насколько сложно реологическое поведение расплавов и растворов полимеров. Поэтому не удивительно, что тридцатилетние усилия реологов не привели еще к созданию определяющих уравнений, количественно описывающих все явления, возникающие при течении полимерных расплавов. Ученые и инженеры используют уравнения, описывающие те особенности течения полимеров, которые представляют для них наибольший интерес или важны для частной рассматриваемой задачи. Для описания реологического поведения расплавов полимеров было предложено множество определяющих уравнений, но только небольшая их часть была использована для решения задач, связанных с процессами переработки полимеров. Тем не менее интересно проследить историю их происхождения и выявить существующую между ними взаимосвязь. [c.140]

Аномальные эффекты вязкого течения полимеров [c.158]

Изучение особенностей течения полимеров имеет большое практическое значение для технологии процессов переработки их в изделия. Полимеры оказывают сопротивление деформированию в [c.161]

МПа) чаще всего реализуется физическое течение полимеров, когда не происходит разрыва и рекомбинации макромолекул, а также каких-либо изменений их химического строения. В этом случае проявляются высокая вязкость полимера (обусловленная большим значением его М), независимость температурного коэффициента вязкости от Л1 и Р, а также особая роль напряжения (обеспечивающего снижение т) в процессе переработки) и высоко- [c.162]

Составляющие скорости деформации при вязком течении полимеров [c.163]

Аномалия вязкости, как указывалось выше, лишь одно из проявлений неньютоновского течения полимеров. Для полного описания процесса течения необходим анализ других отклонений от уравнения Ньютона, в первую очередь проявления высокоэластических эффектов, а также учет некоторых других явлений, зачастую сопровождающих течение (механо-химических процессов, нарушений ламинарности потока и др.). [c.52]

Деформация полимеров в вязкотеку ем состоянии представляет деформацию сдвига, для которой характерно постоянство объема деформируемого тела при изменении его формы. Поэтому поведение и характер течения полимеров и низкомолекулярных жидкостей существенно различаются. [c.378]

Из кривой течения полимеров следует, что при малых и очень больших скоростях деформации (кривые в зонах А и Б) полимеры ведут себя аналогично низкомолекулярным соедине-Рис. i 7.4. Зависимость ниям, вязкость которых постоянна. В скорости деформации от промежуточной области скоростей денапряжения формации (между зонами А и Б) вяз-1 — полимер, 2 — низко- КОСТЬ полимеров перестает быть по-молекулярное соединение стоянной и резко падает. Поэтому в [c.378]

На графике зависимости температура—деформация Т,. вы )ажается как интервал резкого подъема кривой. При этом наблюдается так называемое течение полимера. Кривые температура-деформация , построенные по результатам измерений иа термоди намических весах, называют обычно термомеханиче-с КИМ и кривыми. [c.43]

Большой интерес, проявляемый промышленностью к таким изделиям, послужил причиной интенсивных исследований морфологических изменений, происходящих в волокне в процессе холодной вытяжки [42]. Результаты этих исследований показали, что образование шейки не связано с локальными повышениями температуры, которые вызывали бы плавление кристаллитов и приводили к течению полимера, сопровождающемуся изменениями структуры. Более того, даже допущение об общем размягчении растягиваемого образца не позволяет объяснить механизм шейкообразования. Оказывается, образование шейки является результатом разрушения кристаллитов поликристаллических композитов, инициированного напряжениями. Молекулярную модель морфологических изменений, происходящих при холодной вытяжке (образовании шейки), можно описать следующим образом (рис. 3.16) [7]. [c.65]

Приведенный выше анализ основан на предположении, что поведение цилиндрической заготовки описывается выражениями (15.5-5) и (15.5-6). Как показано в разд. 6.8, вязкое течение полимера возможно только, если скорость растяжения ниже критической, равной ё = (2>ьп1ах)Поскольку скорости растяжения в процессе раздува велики, то анализ Денсона [39] справедлив лишь для высоких температур расплава, когда времена релаксации малы. [c.582]

Ввиду того что низко- и высокомолекулярные жидкости существенно различаются по своему строению, механизм вязкого течения полимерных систем отличается от механизма течения простых жидкостей. Установлено, что энергия активации вязкого течения полимера с увеличением молекулярной массы цепочки возрастает до определенной величины, а затем остается постоянной с даль-нейщим увеличением молекулярной массы. Длина цепочки, начиная с которой значение энергии активации не меняется, соответствует примерно 25 углеродным атомам цепи. В случае парафиновой цепочки энергия активации вязкого течения составляет 25— 30 кДж/моль, для эластомеров —30—60 кДж/моль и для расплавов жестких полимеров —80—120 кДж/моль. [c.147]

Методы исследования реологических свойств полимеров Влияние молекулярной массы на вязкость полимеров Аномальные эффекты вязкого течения полимеров ф Энергия активации вязкого течения полимероЕ Составляющие скорости деформации при вязком течении полимеров [c.154]

У линейных полимеров узкого молекулярно-массового распределения проявляются следующие особенности а) при изменении молекулярной массы от до ЗМк начинает существенно проявляться неньютоновское течение полимеров, т. е. их вязкость при повышении напряжения Р уменьшается б) у полимеров с более высокими значениями М наблюдается ньютоновское течение, разрыв или отрыв от поверхностей ограничения (стенок) и явление сверханомалии вязкости [18 6.1]. [c.156]

Энергия активации и вязкого течения полимера обычно определяется из наклона прямых в координатах lgтl 1/Г, если считать [c.160]

Молекулярный механизм вязкого течения полимеров ф Молекулярная модель эластомеров и вязкое течение ф Роль надмолекулярной упорядоченности в расплавах полнмеро [c.164]

При вязком течении происходит непрерывный процесс разрушения и перестройки его надмолекулярной структуры. Разрушение ее идет тем быстрее и дальше, чем больше Р и скорость вязкого течения. В процессе течения надмолекулярная структура полимера обратимо разрушается, причем тем сильнее, чем выше напряжение сдвига. При этом разрушение структуры происходит так, что сегменты полимерных цепей, входящие в надмолекулярные образования, отрываются по одному и энергия активации U перехода сегментов в свободное состояние равна энергии активации течения полимера. Отрыв сегментов от структурных микроблоков происходит под действием теплового движения, так как Р недостаточно велико, чтобы существенно влиять на процесс отрыва, поэтому в некоторой области изменения напряжений i/= onst. [c.165]

Прочность и разрушение высокоэластических материалов (1964) -- [ c.251 ]

Реология полимеров (1966) -- [ c.51 ]

Энциклопедия полимеров том 1 (1972) -- [ c.570 , c.571 , c.574 , c.575 , c.580 ]

Энциклопедия полимеров Том 1 (1974) -- [ c.57 , c.571 , c.574 , c.575 , c.580 ]

Технология синтетических пластических масс (1954) -- [ c.102 ]

Физико-химия полимеров 1963 (1963) -- [ c.200 , c.206 ]

Основы технологии переработки пластических масс (1983) -- [ c.8 , c.9 , c.28 , c.68 ]

Структура и механические свойства полимеров Изд 2 (1972) -- [ c.0 ]

Прочность полимеров (1964) -- [ c.55 ]

Прочность полимеров (1964) -- [ c.55 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология