Текучесть полимерных материало

При переработке ряда высоковязких полимеров (в частности, полистирольных пластиков и полиолефинов) методом литья под давлением и экструзией некоторого улучшения технологических свойств можно добиться, пропустив предварительно материал через дисковый экструдер, где за счет интенсивного сдвигового деформирования происходит механодеструкция полимера, приводящая к увеличению низкомолекулярной фракции и сужению молекулярно-массового распределения. Наличие низкомолекулярной фракции, выполняющей роль смазки, улучшает текучесть полимерного материала, при этом, как правило, не ухудшаются физико-механические свойства изделий. [c.74]

Формы для переработки реактопластов, как правило, имеют электрический подогрев. Для реакции сшивания от формы отводится необходимое для этого тепло. В контакте со стенками формы вязкость расплава достигает минимума, то есть расплав настолько минимально вязкий, что может проникать в самые узкие щели, образуя грат. Поэтому формы должны быть выполнены очень герметично, но с учетом достаточной вентиляции формующей полости. Эти взаимоисключающие себя требования являются причиной того, что образования грата полностью избежать не удается. Формы должны исполняться жесткими, чтобы избежать деформации, которая бы поддерживала образование грата. Для определения и контроля давлений впрыска, которые берутся в основу для механического расчета форм, рекомендуется использование датчиков давления. Фактически требуемое давление зависит от размера и геометрии отливаемого изделия, а также свойств текучести полимерных материалов и наполнителей. С учетом срока службы форм, который должен определяться уже на стадии представления коммерческого предложения, выбор материала имеет огромное значение. В этом смысле все то, что было сказано в отнощении термо- [c.25]

Пластификатор, предназначенный для пластификации того или иного полимерного материала, должен удовлетворять ряду требований. К ним относятся совместимость с данным полимером, малая текучесть, достаточное пластифицирующее действие, неспособность, к [c.57]

Длительность процесса- сплавления полимера зависит от ряда факторов способа нагрева (конвекционный, лучистый [инфракрасный] или индукционный) характера наносимого полимерного материала и его физико-химическиХ свойств (температура текучести, удельная теплоемкость, температуропроводность, дисперсность и т. д.). [c.226]

Полиизобутилен — каучукоподобный полимер. В качестве антикоррозионного покрытия применяется главным образом полимерный материал с молекулярной массой 200000. При 100 °С полиизобутилен приобретает пластичность, при 180—200°С он легко формуется, а при 350—400 °С разлагается. К недостаткам полиизобутилена относится его способность к текучести при ком- [c.37]

Температура материального цилиндра экструдера должна быть на 10—30 °С выше температуры текучести (плавления) полимерного материала, а температура головки — на 20—40 С выше Температуру экструзии можно скорректировать поданным, при-веденным-в табл. 1. [c.40]

Демпфирующую способность, пропорциональную, как мы предположили, рассеиванию механической энергии, можно выразить и через работу упругого последействия. Пусть мы растянули образец 1 полимерного материала (не достигая предела прочности при растяжении и предела текучести) с некоторой постоянной скоростью приложения внешней нагрузки, затем сняли эту нагрузку и сразу после снижения нагрузки до нуля зафиксировали величину остаточных деформаций. Для образцов 2 и 5 скорости приложения внешней нагрузки соответственно уменьшим. Результат, который мы получили, изображен на рис. 20. [c.74]

Диффузионные процессы, лежащие в основе пластической деформации полимеров, происходят не мгновенно, а в течение определенного времени. Поэтому при недостаточной продолжительности формования деформация в большей или меньшей степени сохраняет характер высокоэластической деформации и изделие при переходе к низким температурам сохраняет напряжение внутренней структуры и способность к самопроизвольной обратной деформации. Для уменьшения времени, необходимого для достижения пластической деформации материала при формовании, его проводят при температурах, значительно более высоких, чем температура текучести, и при более высоких давлениях. Оба эти фактора уменьшают время релаксации, и в материале за более короткий промежуток времени успевают произойти те изменения внутренней структуры, которые необходимы для снятия внутренних напряжений, для достижения устойчивости пластической деформации и для устойчивости приданной изделию формы. Однако некоторые полимеры при дальнейшем повышении температуры претерпевают деструкцию, что в той или другой степени ограничивает возможности использования этого пути. Этим объясняется, что формование изделий из полимеров, обладающих слишком малым интервалом между температурой текучести и температурой деструкции, представляет большие трудности. Эти трудности удается иногда преодолеть путем введения пластификатора в состав полимерного материала, так как это снижает температуру текучести и соответственно уменьшает время релаксации, но обычно снижает также и температуру стеклования. [c.598]

В работах 1 разбираются вопросы устойчивости смазочной пленки в условиях рабочих температур узла трения, где одним элементом труш,ейся пары является деталь из полиамида. При определенных рабочих температурах узла трения заш итное действие смазки прекраш,ается и появляется возможность полусухого трения износ детали увеличивается, особенно если температура повышается до температуры текучести полиамида. Возникновение таких критических температур в узле трения может зависеть от ряда причин от толщины вкладыша из антифрикционного материала, от величины гарантированного зазора, от величины произведения нагрузки на скорость вращения вала Pv). Допустимая степень износа обеих частей трущейся нары за гарантированный срок работы, указанный для антифрикционного полимерного материала, определяется по фактическим результатам лабораторных, стендовых и натурных испытаний. [c.308]

Таким образом, предел текучести т будет всегда больше, чем /2СГ р. Заметим, что у подобного материала так же как и у любого другого гомогенного полимерного материала величина предела текучести (или прочности), вычисленная по данным опытов при изгибе, не должна быть равна соответствующей величине при растяжении или сжатии. Как было показано выше, модуль упругости полимерных материалов зависит от деформации. Следовательно, нейтральная линия при изгибе будет проходить через центр тяжести сечения только при [c.170]

Рис. 20. Зависимость величины остаточной деформации полимерного материала от скорости приложения нагрузки (0р < а <3 Отек. где ар — предел пропорциональности атек. — предел текучести) е , Вг и 83 — остаточные деформации.

В области сравнительно низких температур, когда полимер находится в твердом состоянии, деформация его невелика и очень мало возрастает с повышением температуры. Но в определенной области температур (в этой области находится температура стеклования) деформация резко увеличивается, и если нагрузка невелика, то остается примерно постоянной. На графике (см. рис. 1.5) это выражается линией, параллельной оси температур. Плато, получившее название площадки высокоэластичности, соответствует сумме упругой и высокоэластической частей деформации. Оба эти вида деформации являются обратимыми. При дальнейшем нагревании наблюдается резкий загиб кривой, вызванный появлением пластической деформации наступает течение полимерного материала. Температура, при которой наступает быстрое развитие этой необратимой деформации, равна температуре текучести. [c.17]

Выше мы говорили о том, что длинные и гибкие макромолекулы полимера находятся в непрерывном тепловом движении характер этого движения в различных температурных интервалах неодинаков. Как известно, при наступлении температуры размягчения большинство поперечных связей между соседними макромолекулами разрушается, и их подвижность, весьма ограниченная в интервале стеклообразного состояния, значительно возрастает. Все же тепловой энергии здесь еще недостаточно для того, чтобы длинные макромолекулы полимера перемещались относительно друг друга целиком, т. е. для наступления текучести. Поэтому могут двигаться независимо лишь отдельные части макромолекул, хотя центр тяжести ее остается на прежнем месте. Это и приводит к увеличению податливости полимерного материала в целом, т. е. к проявлению эластичности. [c.22]

Если начальная вязкость выступает в роли константы полимерного материала, закон течения дает возможность оценить влияние режима нагружения на температуру текучести Последняя в принципе не может быть постоянной величиной и служит лишь сравнительной характеристикой различных полимеров, если определяется в строго одинаковых условиях. [c.231]

При введении в полимерный материал активного пигмента или наполнителя резко увеличивается твердость и прочность пленки, несколько повышается температура стеклования и значительно — температура текучести (на 10—50°С). Присутствие наполнителей значительно снижает скорость диффузии через пленку различных агентов (газов, жидкостей). Принято считать, что наполнение полимера удлиняет путь диффундирующих молекул, вынужденных огибать частицы включенной твердой фазы. При введении в эластомеры наполнитель в большей степени влияет на проницаемость, чем при введении в застеклованные полимеры. [c.25]

Третьи задачи связаны с анализом самого полимерного материала. Можно утверждать, что это практически всегда самая сложная часть работы. И здесь для анализа стандартного продукта при его промышленном синтезе используется минимальное число методик определение вязкости, показателя текучести расплава, плотности и др. Но для оптимизации свойств материала в ходе разработки технологического процесса потребуется разработка методов анализа молекулярных масс, ММР, состава, распределения звеньев в случае сополимера, композиционной неоднородности, технологических свойств и т. п. [c.149]

Полиизобутилен — каучукоподобный полимер. В качестве антикоррозионного покрытия применяется главным образом полимерный материал с молекулярным весом 200 000. При 100 °С полиизобутилен приобретает пластичность, при 180—200 °С он легко формуется, а при 350—400 °С разлагается. К недостаткам полиизобутилена относится его способность к текучести при комнатной температуре и деформируемость при длительной нагрузке. При минус 50 °С он еще сохраняет эластичность, но с дальнейшим понижением температуры твердеет и становится хрупким. Температурный интервал применения полиизобутилена от —55 до +100°С. [c.43]

Натяжение пленки при термообработке - важный параметр, необходимый для оптимизации процесса структурного капсулирования. В устройствах, осуществляющих вытяжку пленки в жидкости, контроль за натяжением пленки является обязательным, так как в физически активных жидких средах разность предела текучести и прочности пленок из политрифторхлорэтилена и его сополимеров невелика. Разнотолщинность пленки или иная причина временного повышения напряжения при вытяжке может привести к ее обрыву. Натяжение пленки выше предела текучести полимера необходимо лишь в момент начала термообработки, когда пленка обладает значительным высокоэластическим модулем. При нагревании выше температуры стеклования податливость полимерного материала резко возрастает, и натяже- [c.71]

Процесс перехода в жидкое состояние для кристаллизующихся полимеров осложняется тем, что они, как правило, не только содержат дефектные места, но в зависимости от способа получения образца обладают той или иной степенью кристалличности (завершенности процесса кристаллизации). При быстром охлаждении расплавов ниже температуры стеклования кристаллизация не успевает пройти, в частности, из-за наличия индукционных периодов, связанных с процессом зародышеобразования. Поведение такого полимерного материала при последующем нагревании очень своеобразно. На диаграмме деформация — температура (термомеханическая кривая) при достижении температуры стеклования наблюдается естественный переход к повышенным обратимым деформациям (высокоэластическое состояние), что характерно для аморфных полимеров (рис. 4.8). Далее следует плато, которое, у аморфных полимеров (кривая 1) простирается до температуры текучести. Кристаллизующиеся полимеры, находившиеся до нагревания в закристаллизованном состоянии (кривая 2), показывают в области Т , небольшое увеличение деформации за счет аморфизированных областей, а затем при [c.73]

Условность определения температуры текучести очевидна. Вследствие высокой вязкости полимерного материала необходимо затратить много времени, чтобы достичь больших значений необратимой деформации. Видимо, при увеличении времени действия силы мы получим ощутимые необратимые деформации при температуре более низкой, чем в случае кратковременного действия той же силы. Чем меньше время действия силы, тем выше должна быть температура материала, чтобы получить одну и ту же величину необратимой деформации температура текучести будет повышаться с уменьшением времени действия силы. [c.187]

Механическое напряжение создает пространственную направленность химических процессов и изменяет структуру полимера (химическая текучесть), вследствие чего появляется анизотропия механических свойств. В тех точках полимера, где мало ингибитора вследствие недостаточно полного смешения, где из-за неоднородного распределения напряжений в материале или каких-либо случайных причин возникают более значительные деформации, раньше всего начинаются цепные химические реакции, инициированные свободными радикалами, и происходят наиболее сильные изменения структуры. В результате в этих точках появляются микродефекты, которые в дальнейшем катастрофически разрастаются до разрушения образца. Представление о местном (локальном) характере разрушения подтверждается тем, что полимерный материал в разрушенном изделии мало отличается по механическим свойствам от исходного. [c.503]

Исследования по структуре и механическим свойствам полимеров дают возможность установить общие связи между размерами и строением молекул полимеров и свойствами созданных из полимеров новых материалов, развить теорию строения кристаллических полимеров и волокон и выяснить основные условия возникновения текучести, необходимой для переработки любого полимерного материала. [c.37]

Давление, выдерживаемое оболочкой при возникновении утечки и накоплении в ней продукта, определяется параметрами конструкции и механическими свойствами материала оболочки. При достижении предела текучести а,р. оболочка начнет деформироваться, а когда значение давления превысит разрушающее напряжение ар, произойдет ее разрушение. Сведения о механических свойствах некоторых полимерных материалов приведены в таблице 11. [c.44]

Величина давления при прессовании зависит от текучести полимерного материала и от необходимой сте-тени его сжатия. Характеризуется эта величина удель-тм давлением, под которым понимается эффективное /силие пресса, приходящееся на 1 см горизонтальной 1роекции изделия. [c.99]

В процессе экструзии малотекучих материалов в формующей головке возникают большие давления, при этом часто не удается достичь достаточно высокой производительности. При недостаточной текучести полимерного материала не всегда получаются изделия с ровной и глянцевой поверхностью. Формование покрытий из маловязких композиций также сопряжено с некоторыми трудностями возрастает время пленкообразования, снижается адгезионная прочность покрытий и повышается их пористость. [c.73]

Влияние стоячей волны может быть частично устранено выбором оптимальной толщины слоя резиста и с помощью изменения отражательной способности подложки [27 , а также постэкспози-ционной тепловой обработкой, которая дает возможность при нагреве полимерного материала выше Тс улучшить границы рельефа фоторезиста вследствие текучести материала [37 . Подобное влияние оказывает и использование концентрированных проявителей или продолжительного проявления эти приемы, однако, не позволяют избежать изменения размеров линий на рельефных поверхностях. Эффективным методом является планаризация рельефной поверхности подложки слоем полимера, на который затем наносится слой резиста. Такая структура дает возможность достичь нормального изображения в тонком слое резиста с последующим переносом изображения в планаризационный полимерный слой [16 (см. гл. VIII). [c.32]

Влияние степени разветвленности цепей на свойства полимера было подробно исследовано на,примере полиэтилена. Было показано, что многие макроскопические свойства полиэтилена определяются разветвлением цепных молекул, которое ограничивает кристаллизацию полиэтилена [162, с. 370 163 с. 398]. Короткие боковые цепи препятствуют кристаллизации и таким образом влияют на свойства, зависящие от степени кристалличности по лимера. Увеличение числа коротких боковых цепей сопрово ждается уменьшением плотности полимерного материала, пони жением температуры плавления. При этом материал легче дефор мируется, становится более растворимым и газопроницаемым Граница появления текучести перемещается при этом в область более низких температур. [c.58]

Полимеры, обладаюнще слишком малым интервалом между температурой текучести и температурой деструкции, представляют большие трудности для формирования изделий. Одним из методов, который дает возможность преодолеть эту и некоторые другие трудности, является введение в состав полимерного материала пластификатора (стр. 341), так как он снижает температуру текучести и соответственно уменьшает время релаксации (но обычно снижает также и температуру стеклования). [c.340]

На молекулярном уровне разрушение полимерного материала протекает по механизму, сочетающему -разрыв ковалентных связей углеродного скелета макромолекулы и относительное скольжение полимерных цепей (рис. 1.20). Скольжение цепей, или сдвиговая текучесть, часто сопровождается кавитацией и коалесцен- [c.42]

На начальном этапе развития химии и технологии синтеза полимеров для характеристики свойств продукто1в и контроля процессов в полне достаточно было приближенных методов оценки мо-улекулярных масс, таких как определение вязкости раствора полимера. Практически для всех выпускаемых в промышленном масштабе полимерных материалов имеются установленные эмни-ричеоким путем зависимости, связывающие вязкость раствора тао-димера с его текучестью, физико-механическими и физико-химическими свойствами. Однако в настоящее время этих данных уже недостаточно. Как будет показано ниже, вязкость неоднозначно характеризует состав полимерного материала. Другими словами, цри одной и той же вязкости материал может иметь различные [c.122]

Используя и далее качественные представления, можно предполагать, что прочность и эластичность полимерных материалов должны быть связаны с высоким молекулярным весом, хоропше реологические свойства (прежде всего хорошая текучесть) — с низким и нестабильность (в широком смысле этого слова) — с очень низким молекулярным весом. Очевидно, что оптимум свойств, а следовательно, и оптимальное МВР существуют для любых комбинаций прочности, текучести и стабильности полимерного материала, которые могут потребоваться. Поскольку разнообразие свойств полимерных материалов является их выдающейся особенностью, логично предполагать, что в каждом конкретном случае существует гипотетическое оптимальное МВР, реализация которого в продукте позволит получить наибольший эффект. Правда, следует оговориться, что даже при, условии доведения такого рода исследований до конца, далеко не всегда практически удалось бы получать желаемое МВР. Ограничения могут быть обусловлены самим механизмом синтеза (методами радикальной полимеризации при обрыве цепей соединением радикалов нельзя получить MJMn меньше 1,5 и т. д.) или условиями проведения процесса. [c.132]

При синтезе полимеров большинство анализов касается низко.молекуляриых веществ мономеров, растворителей, катализаторов, регуляторов и т. п. Специфическим является анализ образующихся высокомолекулярных полимеров. В промышленном процессе предпочитают использовать для характеристики продукта наиболее простые характеристики, например характеристическую вязкость для определения молекулярной массы, показатель текучести расплава для оценки реологических свойств. Однако на стадии разработки оптимального полимерного материала приходится использовать значительно более слож11ые методы оценки структуры, состава, неоднородностей различного типа. [c.57]

Формование изделий осуществляется при температурах выше те1мпературы текучести Т . В области между Тс и Гт полимерный материал также можно формовать, однако полученные изделия должны эксплуатироваться при температурах, значительно ниже температуры формования во избежание искажения их формы. Эксплуатация изделий в области между Т и Т возможна, если молекулы полимерного материала сшиты между собой поперечными химическими связями (например, вулканизованный каучук) или если полимер частично закристаллизован. [c.53]

Как уже отмечалось (см. рис. 3.2 и 3.7), при тепловом старении одни показатели снижаются, а другие возрастают. Поэтому для определения времени, в течение которого полимерный материал может безопасно эксплуатироваться, необходимо проводить либо комплексную оценку изменения большинства показателей, либо выбирать показатели достаточно полно характеризующие соответствующие служебные свойства материала в изделии. Однако при этом возникают различные осложнения, что заставляет искать другие пути. Например, имеется информация о том, что процесс изменения свойств материала в условиях хранения может быть описан по кинетике изменения достаточно чувствительного к старению и монотонно изменяющегося показателя [41, 42]. Старение полиэтилена низкой плотности и сополимера этилена с ирапиленом можно описать по изменению относительного удлинения при разрыве, тангенса угла диэлектрических потерь и показателя текучести расплава. Для описания старения полиэтилена высокой плотности можно использовать показатель текучести распла- [c.78]

Вопрос о влиянии разветвленности цепей был подробно исследован на примере полиэтилена. Было показано, что многие макроскопические свойства полиэтилена определяются разветвлением цепных молекул, которое ограничивает кристаллизацию полиэтилена8 > Короткие боковые цепи препятствуют кристаллизации и таким образом влияют на свойства, зависящие от кристаллической части. Увеличение числа коротких боковых цепей уменьшает плотность полимерного материала, понижает температуру плавления, материал легче деформируется, более растворим и газопроницаем. Границы появления текучести перемещаются при этом в область более низких температур. При равном молекулярном весе более разветвленные молекулы оказывают меньшее гидродинамическое сопротивление при течении, т. е. разветвление длинных цепей сказывается на вязко-упругих свойствах расплава, а следовательно, на условиях переработки. Сопротивление раздиру уменьшается с увеличением степени разветвленности. Относительное удлинение в момент разрыва, так же как твердость и теплостойкость, зависят прежде всего от числа коротких разветвлений и среднего молекулярного веса. На этом примере иллюстрируется сложность проблемы влияния химического строения полимеров на их свойства. [c.45]

Пластическая деформация, характерная для релаксационного механизма, приводит также к специфичному и присущему только полимерам явлению возникновения трещин серебра или крейзобразования. Внешне трещины серебра выглядят, как серебряная паутина на поверхности и в объеме прозрачного полимерного образца. При их значительной концентрации полимер теряет прозрачность. Трещины серебра обычно образуются при напряжениях, существенно меньших по сравнению с пределом текучести СТт, и при деформации порядка 1 % они могут также образовываться при хранении полимерного материала как результат внутренних напряжений. В отличие от обычных трещин трещины серебра представляют собой систему микропор, разделенных тяжами или перегородками, состоящими из микрофибрилл полимера, ориентированных в направлении вытяжки. [c.170]

При нагревании застеклованного полимера в результате теплового движения отдельных участков макромолекул — сегментов — часть межмолекулярных связей нарушается. Сегменты макромолекул начинают скручиваться. Это особое состояние полимера называется высокоэластическим, так как, пребывая в нем, вещество проявляет эластичность, т. е. способность восстанавливать свою первоначальную форму При дальнейшем нагревании полимер переходит в текучее, т. е. истинно жидкое состояние. Стеклообразное, высокоэластическое и текучее состояния полимера являются его физическими состояними, при этом по своему фазовому состоянию полимерное вещество является жидкостью (см. табл. 11) или иногда твердым телом при наличии дальнего порядка в упаковке макромолекул. Температуры перехода полимера из застеклованного состояния в высокоэластическое и затем в текучее (температура стеклования и температура текучести) не являются явно выраженными температурными точками, как это имеет место для температуры плавления и температуры кипения низкомолекулярного вещества. Температуры перехода полимера из одного физйческого состояния в другое представляют собой температурные интервалы, в которых происходит изменение физико-ме-ханических свойств материала. Иногда такой интервал составляет десяток градусов, что объясняется неодинаковостью длины макромолекул полимера — его полидисперсностью. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология