Вязкоупругость измерение характеристик

Возникающие при деформировании полимеров нормальные напряжения (как эффект второго порядка) пропорциональны М . Важное практич. значение имеют температурные и концентрационные зависимости вязкости р-ров полимеров. Релаксац. св-ва р-ров полимеров в сильной степени зависят от т-ры, поскольку движения тех или иных элементов полимерной цепи проявляются (возникают, фиксируются) в определенном диапазоне т-р. Результаты измерений температурных зависимостей времен релаксации или связанных с ними мех. характеристик позволяют судить о природе мол. движений (метод релаксац. спектроскопии). Как правило, существует неск. групп времен релаксации, внутри каждой из к-рых температурные зависимости времен релаксации одинаковы. Поэтому вязкоупругие характеристики в широком температурном диапазоне оказываются подобными по форме, но сдвинутыми по временной (или частотной) оси, так что они м.б. обобщены в единую температурно-инвариантную характеристику вязкоупругого поведения материала. Этот вывод наз. принципом температурно-временной или температурно-частотной суперпозиции. [c.248]

Резонансные методы и методы свободных колебаний наиболее просты и обеспечивают высокую точность определения динамических характеристик материала в широком интервале температур. Однако они страдают существенным недостатком, состоящим в том, что частота измерения зависит от жесткости образца, а так как жесткость изменяется с температурой, то измерения проводятся при различных частотах. Поэтому для определения частотной и температурной зависимостей вязкоупругих свойств предпочтительнее использовать нерезонансные методы вынужденных колебаний. [c.118]

Метод резонансных колебаний наиболее широко используется для измерений вязкоупругих свойств жестких материалов. Это накладывает определенные особенности на геометрическую форму образцов и, как следствие этого, на конкретный вид выражений, используемых для расчета механических характеристик исследуемого материала. [c.143]

Специфику переработки каучуков и резиновых смесей определяют их вязкоупругие свойства, проявляющиеся в развитии высокоэластических деформаций, нарастающих до максимума и реализующих структурную релаксацию напряжений. Для измерения реологических (вязкоупругих) свойств, характеристик течения эластомеров и резиновых смесей существует большое количество испытательных приборов [6, 7, 8]. Применение реологических методов в резиновой промышленности включает [9] оценку модулей релаксации резиновых смесей и их поведения при вулканизации, изучение перерабатываемости каучуков, наполненных техническим углеродом, а также тепловыделения в смесях при механическом воздействии на них. [c.437]

Информация о вязкоупругих свойствах эластомеров может быть получена также при растяжении образцов. Данные измерений релаксации напряжения при растяжении длительное время используются исследователями для характеристики свойств эластомеров в зависимости от их состава и структуры. При малых деформациях (до К=, 1 или 8=10%) поле тензора напряжений в образце (имеются только нормальные компоненты тензоров) определяется в следующем виде [c.59]

Из представленных экспериментальных данных, полученных при измерениях температурной зависимости tgб в диапазонах частот 0,3—2 кГц для каждого битума можно определить т в температурном интервале порядка 15°С, что безусловно недостаточно для полной характеристики релаксационного поведения битумов. Релаксационный спектр вязкоупругих материалов можно получить, используя известное уравнение ВЛФ [3] [c.83]

Затухающие периодические колебания применяют для измерений динамических характеристик пластмасс, прежде всего если затухание мало, и тогда они могут трактоваться как аналог гармонических колебаний измерение же интенсивности затухания колебаний дает дополнительную информацию о свойствах исследуемого материала. Если затухание велико, то этот тип испытаний становится ближе к апериодическому, чем к гармоническому режиму деформаций, и должен рассматриваться общими методами теории вязкоупругости, подобно апериодическим деформациям. [c.106]

Предложенный эмпирический подход к описанию нелинейных вязкоупругих свойств материала ограничен двумя обстоятельствами. Во-первых, таким способом не удается достичь общего представления о поведении материала в различных условиях нагружения при ползучести и упругом восстановлении, а также в сложных режимах нагружения. Во-вторых, данные, полученные при ползучести, не могут быть каким-либо простым способом сопоставлены с характеристиками поведения тех же материалов, получаемыми при измерении релаксации напряжений или при динамических испытаниях. [c.190]

Представление о локальном распределении свободного объема приводит к необходимости его учета при рассмотрении вязкоупругих свойств полимеров. Такие характеристики механических свойств, как модуль упругости, вязкость и пр., определяются общим свободным объемом системы, так как при измерении этих характеристик нельзя выделить вклад в них тех или иных областей различной структуры. Экспериментально же определяются свойства системы независимо, от того, связаны ли они с проявлением локальных свойств определенных областей системы или Нет. Изменение, например, вязкоупругих свойств наполненного полимера по сравнению с ненаполненным связано с заполнением части объема наполнителем, в то время как свободный объем определяется только полимерной фазой. Поэтому при 7 с доля свободного объема в системе окажется меньше, чем в ненаполненном полимере, так как величину свободного объема надо относить к общему занятому объему системы. В микрогетерогенных системах, таким образом, значения доли свободного объема при 7 с не будут соответствовать универсальному значению. Если свободный объем системы рассматривать как сумму парциальных свободных объемов компонентов а = у 4-у, то при 7 , [c.244]

Таким образом, диэлектрическая спектроскопия позволяет получить достаточно обширную информацию о структуре и свойствах материала с распространи ем полученных данных на механическое поведение материала. Кроме того, возможность характеристики вязкоупругого тела его электрическими параметрами, измерение которых легко автоматизировать, облегчает задачу быстрого определения и контроля за качеством исходных компонентов и конечного продукта при их получении. [c.76]

Обычно схемы измерений вязкоупругих характеристик материала основаны на анализе неустановившихся движений, для которых характерно, что скорость изменяется во времени в каждой точке образца. При этом изменение скорости в зависимости от пространственных координат несущественно и в большинстве случаев даже является нежелательным осложняющим обстоятельством. [c.189]

ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК [c.106]

Нестационарные методы измерения вязкоупругих характеристик материала, а именно ползучесть и релаксация напряжения, охватывают диапазон от 1 Гц до очень низких частот. Эти методы также очень эффективны при выявлении действительной природы нелинейной вязкоупругости, которая характерна для большинства полимеров в области даже небольших деформаций. [c.107]

Важной разновидностью измерения динамических характеристик вязкоупругих материалов по методу вынужденных колебаний является вариант, когда пластина А закрепляется неподвижно, а задается сила /, действующая на пластину В по закону [c.122]

Измерения динамических свойств сополимеров, начатые в лаборатории авторов, свидетельствуют о более высоком значении температуры Т , чем указывалось выше. Возможно что Гд зависит также от величины деформации. В настоящей работе эксперименты проводились при деформациях порядка 4%. Другое предположение, сделанное Манке, состоит в том, что температура Тд вообще должна зависеть от временной шкалы измерений, что по необходимости приводит к различию значений Т , полученных из измерений динамических или переходных вязкоупругих характеристик материала. Можно полагать, что начатые исследования динамических свойств сополимеров позволят прояснить ответ на вопрос о природе и значении температуры Тд. [c.222]

Важное значение имеет также выявленное в работе различие поведения растворов исследованных полимеров в зависимости от природы полимера и качества растворителя, которое связывается с эффектом интенсивного струк-турообразования, доходящего до формирования ассоциатов. Результаты реологических измерений представляют собой лишь косвенный метод изучения структурообразования в растворах. Но все же последовательное сопоставление [3] всего комплекса характеристик вязкостных и вязкоупругих свойств растворов различных полимеров в растворителях разного качества действительно показывает, что привлечение структурных представлений позволяет дать объяснение наблюдаемых особенностей поведения растворов в отношении влияния природы растворителя на значения вязкости т (,, модуля высокоэластичности Од, температурных и концентрационных зависимостей Т1о и Оо- Как показано в работах [3], поведение растворов полистирола н полиметилметакрилата в растворителях различной природы, представляющих собой частные случаи в ряду возможных типов растворов полимеров оказывается во многом принципиально различным. Это связано с тем, что интенсивность структурообразования существенно зависит от качества использованного растворителя, причем этот фактор проявляется в различной степени в зависимости от природы макромолекулярной цепи. Следствием этого являются невозможность объяснения различий вязкости растворов полиметилметакрилата в разных растворителях с позиций представлений теории свободного объема, несовпадение значений модуля высокоэластичности эквиконцентрированных растворов (из-за разницы в плотности флук-туацпонной сетки зацеплений, обусловленной зависимостью интенсивности структурообразования от природы растворителя) и появление сильной температурной зависимости модуля высокоэластичности (из-за влияния температуры на распад ассоциатов). [c.246]

В этом случае нельзя принимать, что по-прежнему са не зависит от 2. Поэтому измерения вязкоупругих характеристик образцов следует проводить только в области, в которой колебания остаются коллимированными. [c.213]

Для иллюстрации зависимости фактора сдвига от частоты были вычислены значения функции lg аг(со) при различных температурах тройного блок-сополимера строения полистирол — полибутадиен — полистирол при двух частотах 10 и 10 Гц со значениями = 0,7 и — 0,3. Большинство лабораторных методов измерения механических характеристик вязкоупругих материалов укладывается в этот диапазон частот, причем верхняя область перекрывается динамическими испытаниями, а нижняя — исследованиями переходных ре жимов. [c.69]

Вязкоупругие характеристики предельно разбавленных растворов. Наиболее надежная проверка теоретических представлений о закономерностях проявлений гибкости полимерной цепи связана с измерениями вязкоупругих характеристик разбавленных растворов в области очень низких концентраций с с последующей экстраполяцией экспериментальных данных к с -v 0. Такие исследования стали [c.256]

А.Х. Мирзаджанзаде, Н.Г Бернардинер и В.М. Ентов) или физико-химическом взаимодействии ее с породой (А.Х Мирзаджанзаде, О.Ф. Кондрашев), либо наложением перечисленных явлений. Количественной характеристикой последних является фактор сопротивления, остаточный фактор сопротивления, коэффициент изоляции и ряд других показателей, определяющих снижение проницаемости кернов при фильтрации вязкоупругих жидкостей. Но однозначно выявить природу вязкоупругих аномалий по данным фильтрационных измерений достаточно сложно, хотя известный факт увеличения последних при снижении исходной проницаемости пористой среды и скорости фильтрации косвенно свидетельствует о физико-химической природе фактора сопротивления. [c.8]

В ходе работы использовали как динамический метод анализа, так и измерения вязкоупругих характеристик материала в переходных режимах деформирования. [c.132]

Известно большое число разнообразных методов, применяемых для измерения механических характеристик вязкоупругих материалов [1]. Необходимость создания различных методов диктуется тем, что каждый из них ограничен по диапазону измеряемых значений модуля и создаваемых скоростей деформации. Даже используя все разнообразие предложенных методов, не удается измерить характеристики любых образцов во всем диапазоне скоростей деформации или частот гармонических колебаний. [c.203]

В качестве критериев возникновения Т. в. предлагались такие безразмерные параметры, как произведение скорости сдвига на характерное время релаксации, отношение первой разности нормальных напряжений к касательным, величина высокоэластич. деформаций, накапливаемых в потоке, различные соотношения между вязкоупругими характеристиками материала, определяемыми при измерениях динамич. свойств среды, и т. п. Все эти критерии эквивалентны только для простейших реологич. моделей материала (см. Реология), но дают различные количественные оценки условий наступления Т. в. для реальных вязкоупругих сред. Общий критерий наступления Т. в. для всех материалов не известен, что, возможно, связано не только с разными внешними формами проявления Т. в., но и с тем, что Т. в. может обусловливаться различными физич. процессами. К их числу относятся переход из текучего состояния в вынужденное высокоэластическое, переход от течения к пристенному скольжению, образование разрывов в материале, кристаллизация вследствие высокого гидростатич. давления и ориентации при течении через капилляр. Для простейших реологич. моделей теоретически исследована возможность появления Т. в. при возникновении гидродинамич. неустойчивости. [c.333]

Проведенное сопоставление измеренных значений с литературными данными свидетельствует о применимости формулы (22), хотя сравниваемые результаты относятся только к весьма узкому набору образцов и диапазону частот. Поэтому представляет особый интерес рассмотреть пределы применимости предлагаемого метода измерений вязкоупругих характеристик. Эти пределы связаны прежде всего с ограниченностью справедливости основных допущений, принятых при выводе расчетных уравнений. Существенными в этом отношении оказываются следующие три допущения [c.210]

Для оиределения вязкоупругих свойств полимеров в нелинейной области в принципе м. б. использованы все перечисленные выше методы измерения вязкоупругих характеристик при увеличении уровня задаваемых напряжений и деформаций. Однако результаты таких измерений не поддаются столь же строгой и однозначной трактовке, как измерения 1з(г) и q)(i) или G ((o) в линейной области, вследствие чего эти измерения имеют прежде всего смысл сравнительных испытаний. [c.175]

Существующие методы измерения и контроля вязкоупругих свойств, позволяющие определять модуль высокоэластичности, вязкость при постоянной скорости или напряжении, релаксационные характеристики, не учитывают пусковых условий измерений, нестацио-нарности процессов переработки, оценивая их лишь качественно. Кроме того, результаты измерений не могут быть получены на одном образце и представлены дифференцированно. Предложен метод [21], основанный на измерении вязкоупругих свойств в режиме постоянно ускоряющихся деформаций с помощью ротационного вискозиметра типа цилиндр-цилиндр , позволяющий разделить общую величину напряжения на функции, обусловленные высокоэластической и пластической составляющими деформации. [c.446]

Определения трех величин Со, Тр, ДО по шести измеренным характеристикам 0 (/о, 4[о, 16/о) осуществляли стандартным методом наименьших квадратов для каждого момента времени I в процессе структурирования. Небезынтересно проследить за ошибкой б такого определения в зависимости от времени I (рис. 3.6). Как видно, ошибка невелика, но в некотором узком временном интервале, вблизи некоторого характерного момента времени резко возрастает. Это означает, что трехконстантная модель вязкоупругого тела с одним характерным временем вблизи 1 становится недостаточной для представления релаксационных свойств структурирующегося материала. Можно пола- [c.104]

Измерения времен Р. используют в хим. кинетике для изучения процессов, в к-рых быстро устанавливается равновесие (см. Релаксационные методы). Механическая Р. проявляется в уменьшении во времени напряжения, создавшего в теле деформацию. Механическая Р. связана с вязкоупругостью, она приводит к ползучести, гистерезисным явлениям при деформировании (см. Реология). Применительно к биол. системам термин Р. иногда используют для характеристики времени жизни системы, к-рая к моменту физиологической смерти приходит в состряние частичного равновесия (квазиравновесия) с окружающей средой. В прир. системах времена Р. разделены, сильными неравенствами расположение их в порядке возрастания или убывания позволяет рассматривать систему как последовательность иерархич. уровней с разл. степенью упорядоченности структуры (см. Термодинамика иерархических систем). [c.236]

Околорезонансные колебания. Оригинальный вариант резонансного метода измерения вязкоупругих характеристик пластмасс основан на варьировании амплитуды, достигаемом изменением силы тока в системе возбуждения колебаний [8]. Этот метод позволяет находить характеристики материала при поддержании постоянной амплитуды деформаций (что особенно важно, если измеряемые параметры зависят от деформации), довольно легко реализуется на практике и поддается автоматизации. Суть метода основана на использовании формулы (VII.2) для двух частот — резонансной (U0 и близкой к ней ш (отношение со/соо ниже обозначается как g). Так как резонансная амплитуда равна fo/(MG") [см. формулу (VII.3)], а -соо связана с G, то исходное расчетное уравнение принимает вид [c.154]

Разработанный в нашей стране прибор Вискоэл" предназначен [35] для одновременного и раздельного экспресс-контроля в динамическом режиме вязких и упругих характеристик полимерных материалов в диапазоне от 10 до 10 Па. Прибор состоит из двух блоков - измерительного и вибродатчика, представляющего собой двойную электродинамическую систему. Подвижные катушки систем соединены жестким штоком, к которому крепится зонд, вводимый в полимерный материал. Катушки, шток и зонд совершают синхронные движения в осевом направлении под действием синусоидального электрического напряжения, подводимого к силовой катушке. Так как в процессе измерений амплитуда колебаний зонда поддерживается постоянной, то величина напряжения, подводимого к силовой катушке, пропорциональна вязкоупругости материала. Поскольку амплитуда колебаний зонда мала (25 мкм), в процессе измерения [c.456]

Принцип электромагнитных преобразователей довольно широко используется в измерительных схемах приборов, предназначенных для определения вязкоупругих характеристик полимеров, причем измерение импеданса не является здесь единственной возможностью. Параллельно с развитием техники измерений импеданса М. Бирнбойм предложил (1961 г.) прибор с электромагнитным возбуждением малоамплитудных колебаний и раздельным измерением усилий и деформаций. [c.135]

Отмеченные ограничения вызывают особое сожаление потому, что для многих растворов полимеров характерно наличие релаксационных процессов именно в той области частот, где указанный метод не применим. Кроме того, сильное поглош,ение в высокочастотной области при сдвиговых колебаниях обусловливает важность измерения вязкоупругих характеристик материала при высоких частотах применительно к исследованию тонких пленок и покрытий. Важно также иметь метод, позволяющий исследовать вязкоупругие свойства низковязких образцов. Это позволило бы исследовать вклад потерь, обусловленных деформацией растворителя, в измеряемые свойства раствора и тем самым провести исследование вязкоупругих свойств системы в тех случаях, когда изменение свойств начинается от состояния низковязкой жидкости, например при получении пленок из растворов испарением растворителя, при полимеризации и т. п. [c.204]

Этот прибор также работает в режиме вынужденных гармонических колебаний в диапазоне частот от 10 до 10 Гц. Привод, iB KOTOIPOM использован электромеханический принцип, создает продольные колебания одного из концов образца. С другой стороны образца (подобно тому, как это сделано в Реовиброне ) установлен датчик усилия, основанный на использовании дифференциального трансформатора. Этот датчик весьма жесткий он измеряет усилие в 10 Н при смещении приблизительно на 1 мкм. Датчики, которыми снабжен прибор, многопредельные. Это дает возможность измерять характеристики материалов с различными свойствами. Набор рабочих узлов, которыми укомплектован прибор, позволяет преобразовывать продольные колебания в сдвиговые, а также использовать привод для создания колебаний в вязкоупругих жидкостях. Особенностью прибора по сравнению с Реовиброном является возможность бесступенчатого регулирования частоты при ее изменении в широких пределах. Существенно также, что этот прибор может использоваться для измерений ползучести (при поддержании постоянного усилия измеряются деформации) и релаксации напряжений (измеряется изменение силы, требуемой для поддержания постоянного заданного смещения). [c.142]

Динамические измерения. Для определения вязкоупругих характеристик образцов использовали эластометр с прямым отсчетом Vibron (производства фирмы Тоуо measuring o., Instrumenti Ltd. , Япония). [c.84]

Недавно Катаока и Уэда [И] выполнили серию измерений различных вязкоупругих характеристик ряда образцов разветвленного полиэтилена. Но их данные не могут быть использованы для проверки сираведлиЕости формул (1) и (4), поскольку. [c.161]

Наиболее распространены измерения неравновесных характеристик иолимерных материалов при малых деформациях, когда о е (но отношение ст/е зависит от временнбго фактора) и применимы соотношения линейной теории вязкоупругости (см. Больцмана — Вольтерры уравнения, Реология). Определение М. в неравновесных режимах деформирования позво.ляет сопоставить значения М. с релаксационным спектром нолимера, что дает возможность перейти к общей ха-рактерхтстике механич. свойств материала. [c.140]

Измерение развития деформации a(t) при о = onst (см. Ползучесть) также дает информацию о свойствах материала, качественно подобную получаемой нри измерениях С (ш) пли Gj.(t), а количественная связь между характеристиками материала, измеряем ыми во всех этих режимах нагружения, устанавливается точными или тгриближенными соотношениями линейной теории вязкоупругости (см. также Реология полимеров). [c.141]

Предел со стороны низких частот всех основанных на распространении волн методов измерений вязкоупругих характеристик связан с расхождением Еолны в пластинке. Теория [14] показывает, что генератор конечной ширины создает коллимированную волну с плоским фронтом до расстояния порядка где (1 — ширина источника колебаний, а А, — длина волны. На больших расстояниях от излучателя волна начинает расходиться (рис. 4). Следует заметить, что этот результат получен для расчетной схемы, согласно которой волна создается при сжатии кругового источника, возбуждающего колебания в неограниченном пространстве. Действительная длина области, в которой волна остается коллимированной, может оказаться несколько отличной от вычисляемой по формуле с( /4 1 вследст- [c.212]

Зависимости т] (со) и G (tu), получаемые при измерении динамических свойств полимерной системы, которая находится в состоянии установившегося сдвигового течения, могут быть поняты и количественно описаны, если принять, что по мере возрастания интенсивности воздействия на материал, выражаемой скоростью деформации, происходит подавление медленных релаксационных процессой, заходящее тем более глубоко по релаксационному спектру, чем выше скорость деформации. Этот вывод наглядно следует из экспериментальных данных, показанных на рис. 3.38 и 3.39, и может быть объяснен такими теориями, в которых учитывается влияние деформирования на скорость релаксационных процессов в материале. В грубой модели для получения качественного представления об особенностях проявлений вязкоупругих свойств среды при ее течении можно принять, что изменение релаксационного спектра происходит ступенчато при0 о (где0 о — величина порядка у ) и мгновенно следует за внешними колебаниями. В более точной модели следует учесть, что в действительности область изменения релаксационного спектра оказывается размытой, а колебания границы задерживаются вследствие тиксотропии полимерных систем. Каждому режиму установившегося течения можно поставить в соответствие релаксационные характеристики, отвечающие этому квазиравновесному состоянию материала. [c.316]

Выбор реологич. ур-ний состояния для различных режимов и геометрич. схем нагружения основан на экспериментальном определении соотношений между динамич. и кинематич. величинами для простейших случаев нагружения. В процессе этих испытаний находят численные значения реологич. характеристик кон1фет-ных материалов, что требует предварительного выбора определяющего реологич. ур-ния состояния для анализируемого режима испытаний. Так, при измерении т) используют ур-ние Ньютона, при измерении Е — закон Гука. Реологич. характеристики могут определяться и в нелинейной области, когда т) зависит от у, а — от 8 в этом случае значения т) и имеют смысл эффективных (или кажуощхся) величин. Измерение функций [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология