Реологические свойства расплавов

В заключение главы остановимся вкратце на наиболее важных аспектах зависимости реологии полимеров и их технологических свойств от молекулярной структуры. Прежде всего надо уяснить, как молекулярная структура полимера, определяемая современными экспериментальными методами, связана с реологическими свойствами расплава, измеряемыми на реометрах. Следующая задача состоит в установлении связи между обеими этими характеристиками полимеров, их технологическими свойствами и поведением при переработке (в особенности их формуемостью и свойствами изделий). [c.175]

Создание давления и перекачивание расплава характеризуют переработку полимеров больше, чем любая другая элементарная стадия. Особенности перерабатывающ его оборудования в значительной степени определяются реологическими свойствами расплавов полимеров, и в частности их высокой вязкостью. Наряду с высокой производительностью это является причиной, обусловливающей необходимость работы с относительно большими давлениями. Обычно применяют давления экструзии до 50 МПа и давления впрыска при литье под давлением — до 100 МПа. В гл. 9 было показано, что высокая вязкость полимеров неизбежно приводит к существенному диссипативному разогреву во время течения. Это обстоятельство в совокупности с низкой теплопроводностью полимеров заставляет использовать в конструкциях перерабатывающего оборудования мелкие каналы, позволяющие эффективно регулировать температуру расплава за счет теплообмена через наружные стенки. Кроме того, чувствительность полимеров к температурной и механической деструкции накладывает строгие ограничения на среднюю величину времени пребывания полимера в перерабатывающем оборудовании этим объясняется преимущество машин с небольшой шириной функции распределения времен пребывания. [c.304]

При разработке полимерных материалов необходима предварительная оценка их технологичности, т.е. способности легко и быстро принимать желаемую форму с обеспечением заданных свойств изделия. Согласно [34] под термином перерабатываемость понимается комплекс параметров, определяющий соответствие свойств материала методу переработки и ассортименту изделий по технологическому признаку и качественным показателям. Оценка перерабатываемости по технологическому признаку предусматривает определение температурного интервала переработки, максимально допустимого времени пребывания полимера в зоне энергетического воздействия, реологических свойств расплава, а также влияния этих параметров на физико-механические свойства материала. [c.181]

Наиболее распространенным методом исследования реологических свойств расплавов ПБХ композиций является капиллярная вискозиметрия [22]. Б настоящее время капиллярная вискозиметрия представляет собой весьма развитую область, охватывающую десятки приборов научного и промышленного назначения и большое число стандартизованных методов измерения показателей вязкостных свойств. Наиболее полно методология измерений и устройство основных типов приборов рассмотрены в [52]. [c.188]

Искусственные зародышеобразователи даже в количестве 0,2% (масс.) изменяют реологические свойства расплавов полимеров, что связывается с их структурообразующим действием уже в расплаве. Подбором различных по природе веществ в качестве искусственных зародышеобразователей, варьированием их концентрации и размера можно создать высоковязкие устойчивые к температурным воздействиям расплавы полимеров. Следовательно, в случае кристаллизующихся полимеров вводимые частицы наполнителя также являются центрами структурообразования, как и в случае аморфных полимеров, оказывая существенное влияние на тип возникающих надмолекулярных структур. [c.63]

Реологические свойства расплавов наполненных полимеров имеют очень важное значение при выборе оптимальных условий переработки. Вязкость расплавов, а также температура текучести Тт полимеров сильно зависят от концентрации наполнителя и формы его частиц. При этом если в расплаве формируется структура, образованная частицами наполнителя, то реологические свойства [c.182]

Реологические свойства расплавов и растворов полимеров очень сильно зависят от многих факторов и не могут быть сведены в единые табличные данные. Поэтому в каждом конкретном случае их приходится определять экспериментально. [c.9]

Для полного суждения о реологических свойствах расплава надо представлять себе его кривую течения при изменении скорости сдвига в диапазоне [c.47]

Таким образом, наиболее простой способ описания кривой течения расплава состоит в применении степенного закона. При этом реологические свойства расплава характеризуются с помощью двух экспериментальных констант (i и п. [c.48]

НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСПЛАВОВ [c.49]

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСПЛАВОВ И РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ [c.45]

Для полного суждения о реологических свойствах расплава надо представлять себе его кривую течения при изменении скорости сдвига в диапазоне 3—4 десятичных порядков. Поэтому экспериментальные данные представляют в логарифмических координатах. Типичные формы кривых течения расплавов приведены на рис. П.З. В том случае, если масштабы, выбранные для оси абсцисс и для оси ординат, одинаковы, системам, обладающим свойствами ньютоновских жидкостей, будут соответствовать прямые, наклоненные к осям под углом 45". При этом абсолютная величина вязкости сказывается только на месте расположения прямой. [c.68]

В качестве примера рассмотрим следующую задачу. На каландре с диаметром валков 910 мм и длиной 2330 мм производится выпуск пленки толщиной 0,05 мм из пластифицированного поливинилхлорида. Температура валков 443 К, частота вращения валков— 2,1 об/с. Реологические свойства расплава поливинилхлорида при температуре переработки описываются степенным уравнением (111,22), константы которого при температуре переработки равны п = 2,5 ро = 0,085 с -- МПа. Распорное усилие, рассчитанное по формуле (IX. 30), составляет гЫО Н ( 2 = 0,37 Ао = = 0,015 мм). Максимальный прогиб валка, рассчитанный по формуле (X. 15), равен Айтах = 0,04 мм (а) = 223 см I = 300 см о = = 51 см). Распределение прогиба по длине валка показано на рис. X. 21. Если величина перекрещивания валков определяется из условия полной компенсации прогиба в центре, то смещение конца валков должно составлять 11 мм. Изменение профиля зазора показано на рис. X. 21,(2 (кривая 2). Достигаемая при этом компенсация определяется как разность значений прогиба и увеличения зазора (см. рис. Х.21,б). Видно, что отклонения профиля пленки от прямоугольного составляют в этом случае 2,5 мкм. [c.420]

В настоящей работе аналогичное исследование проведено на примере двух полярных полимеров — полиметилметакрилата (ПММА) и поливинилацетата (ПВА). Эти исследования дополняют наши представления о влиянии распределения по молекулярным весам и разветвленности макромолекул на реологические свойства расплавов. [c.283]

Обычно пленка производится экструзией из расплава, поэтому реологические свойства расплава должны соответствовать технологическому процессу. Реологические свойства зависят от структуры, молекулярной массы и длинных ответвлений. Способ, которым пленка экструдируется, растягивается и отверждается определяет микроструктуру и, следовательно, многие эксплутационные свойства. [c.15]

Наиболее распространенная схема гранулирования термопластов, приемлемая для УК-1, включает в себя следующие стадии 1) экструзия термопласта через фильеру с большим количеством отверстий круглого сечения 2) резка прутков в охлаждающей среде непосредственно на фильере. Для реализации данной схемы необходимо знание реологических свойств расплава термопласта, таких, как зависимость вязкости расплава от температуры, скорости сдвига, энергии активации вязкого течения. [c.137]

В литературе отсутствуют какие-либо данные о реологических свойствах расплавов полимеров этого типа, поэтому проведение данной работы представлялось целесообразным. Исследованы образцы полимера УК-1 с характеристической вязкостью [т] 1 = = 0,45 0,7 дл/г. Определение реологических свойств расплава УК-1 проводили на грузовом капиллярном вискозиметре марки ИИРТ. Значение индекса расплава получали при нагрузке 63,4 Н и диаметре фильеры 2,05 мм. При измерении вязкости использовали фильеры диаметром 1,143 мм с отношением длины к диаметру 7 и 14. Об объемном расходе судили по скорости опускания поршня, для чего на шток поршня была нанесена шкала с ценой деления [c.137]

Это, очевидно, связано с особенностями структуры полимеров. Таким образом, исследованы реологические свойства расплава термоэластопласта У К-1. Получено уравнение, описывающее поведение [c.140]

Исполнение поверхности формующей полости оказывает влияние на реологические свойств расплава и извлечение изделия. Часто более удобна слегка шероховатая поверхность полости. Извлечение изделий из эластомеров иногда проблематично, так как последние очень эластичны. Если надежное извлечение толкателями и/или сжатым воздухом невозможно, отлитые изделия могут извлекаться из формы с помощью вспомогательных устройств, например, роботами-манипуляторами. [c.30]

Установлены существенные различия в реологических свойствах расплавов полиэтилена высокой и низкой плотности [c.271]

В данном разделе необходимо найти зависимость давления в центре от размеров и профиля диска, скорости вращения и реологических свойств расплава. Сделаем это при отсутствии радиального течения (т. е. при закрытом выходе ), будем также пренебрегать любыми возможными вторичными потоками (Уг = = 0)> хотя такие потоки наблюдались экспериментально [19]. Это накладывает практические ограничения на создание давлений в экструдере нормальных напряжений из-за снижения верхнего предела Q и И даже при этих значительных упрощающих допущениях течение между параллельными дисками не может быть связано с вязкостью, так как неисчезающий компонент скорости Иц является функцией как г, так и 2, т. е. Ид = Уу (г, г). Поэтому воспользуемся уравнением КЕФ (6.3-5), которое, как отмечалось в гл. 6, позволяет описывать умеренно невискознметрические течения с удовлетворительной точностью. Наконец, допустим, что течение является установившимся, изотермическим и соблюдается условие прилипания. [c.341]

Наконец, при обсуждении моделей течения в головках будут учтены результаты, представленные в разделах, посвященных течению в капиллярах, наряду с детальным рассмотрением течения в головках каждого типа. Модели течения в головке должны дать количественные ответы на вопросы такого типа а) какова должна быть конструкция головки и каков будет перепад давлений при экструди-ровании трубы данного размера и постоянного сечения из определенного полимера с заданной скоростью б) как зависит конструкция и потери давления от параметров процесса и реологических свойств расплава. [c.464]

На рис. 14.5, 3 показана S-образная полость формы с двумя неглубокими выемками. Видно, что глубина затекания расплава в мелкие и глубокие участки полости формы, заполняющиеся одновременно, качественно соответствует расчету, приведенному в Примере 14.1, т. е. при Р = onst Z t) пропорционально поперечному сечению участков полости формы и в первом приближении не зависит от реологических свойств расплава. В этом случае образуются две линии сварки фронтов. Вторая линия сварки образуется сбоку при входе в глубокую часть полости формы. [c.525]

Реологические свойства расплава иолипропилена служили предметом многих исследований [56—59] . Измерение текучести расплава прочно вошло в лабораторную практику как метод определения молекулярного веса полиэтилена. Для этой цели применяют простой по конструкции и удобный в обращении капиллярный экструзионный иластометр [60], схематически изображенный на рис. 5.20. Характеристикой вязкости расплава служит индекс расплава—количество полимера (в г), выдавливаемое в течение 10 мин при постоянной температуре и нагрузке через мундштук пластометра. В настоящее время этот метод используется и для определения молекулярного веса полипропилена, хотя некоторые авторы [56—58] высказывают серьезные замечания относительно принятых размеров мундштуков н режима давления в цилиндре пластометра. [c.116]

Для характеристики реологических свойств расплава полимера обычно используют кривые течения и вязкости, получаемые при раз-личньгх температурах и представляющие собой зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига и вязкости от напряжения и скорости сдвига [2, 3]. На практике для оценки технологичности переработки термопластичных полимеров применяют также показатель текучести расплава (ПТР) или индекс расплава, определяемый методом капиллярной вискозиметрии. Использование этого показателя удобно тем, что на основании значений ПТР могут быть рассчитаны другие параметры вязкого течения полимера [1, 3]. [c.32]

Предельные концентрации наполнителя в конкретных композиционных материалах определяются свойствами наполнителя и степенью взаимодействия его с матрицей жесткого ПВХ. Поэтому направленное изменение взаимодействия наполнителя с полимерной матрицей позволяет создавать композиционные материалы с определенным комплексом технологических и эксплуатационных свойств. Из множества известных способов изменения взаимодействия матрицы полимера с поверхностью наполнителя наиболее широко применяется модификация поверхности наполнителя за счет использования аппе-ретирующих добавок [25, 159], механохимической активизации наполнителей [26], нанесения полимерных покрытий, химически привитых к Поверхности наполнителя [24]. Последний способ получил развитие в нашей стране как метод полимеризационного наполнения термопластов (норпласты) [25, 30, 71]. В норпластах при одинаковой природе полимера и полимерного покрытия на поверхности наполнителя достигается высокая адгезия матрицы полимера к наполнителю. В результате этого, как показано в [17, 20, 27, 31, 41], происходит улучшение технологических и некоторых физико-механических свойств. В частности, При наполнении изменяются реологические свойства расплавов полимеров, от которых в значительной мере зависит выбор способа переработки [42, 43]. Кривые течения наполненных композиций на основе жесткого ПВХ имеют характерный вид, когда течение ограничено снизу пределом текучести Хгек. сверху - критическим напряжением Хкр. при котором происходит срыв потока (рис. 7.8). Предел текучести и концентрация наполнителя, при которой он проявляется, зависят от взаимодействия наполнителя с матрицей жесткого ПВХ. Вероятно, с увеличением концентрации наполнителя или активации его поверхности т ек увеличивается, что выдвигает особые требования к технологии переработки. В частности, необходимо повышение температуры переработки, которое, однако, приводит к снижению допустимого времени пребывания наполненной композиции при [c.194]

Упругая деформация (Vynp) связана с изменением расстояния между атомами в макромолекулах и с изменением валентных углов. Величина ее незначительна по сравнению с двумя другими составляющими, и ею поэтому, как правило, можно пренебречь. Высокоэластическая деформация (Ув. эл) связана с раскручиванием макромолекулярных клубков и может достигать по своей величине сотен процентов. При температуре выше температуры текучести полимера основным видом деформации является деформация вязкого течения (Утеч). обусловленная взаимным перемещением центров тяжести отдельных макромолекул. Однако в той или иной степени сохраняются высокоэластические свойства. Реологические свойства расплавов полимеров определяются характером зависимости между напряжением и скоростью сдвига. Эту зависимость = / Уху) выраженную графически, обычно называют кривой течения (рис. 1.1). [c.17]

Исследования реологических свойств расплавов ХПВХ при температурах 190—210°С [45] позволяют полагать, что при содер- [c.34]

Из-за трудностей непосредственного определения применяют косвенные характеристики молекулярной массы ПТФХЭ, основанные на реологических свойствах расплава. Из них основными являются [c.60]

Результаты расчета в виде зависимости к от А эфДш представлены на рис, 4.14 видно, что при реально наблюдаемых коэффициентах упаковки для твердых полимеров и их расплавов (0,60—0,75) эффективное расстояние между соседними узлами превышает средневесовую молекулярную массу в 4—12 раз в зависимости от характера молекулярно-массового распределения полимера. Так, при Л1ш=100 000 в случае расплава полиэтилена ( Г=150°С, = 0,74 г/см ), согласно данным рис. 4.14, эффективная молекулярная масса М ф отрезка цепи между соседними узлами может составлять около 400 000 (2=0), что намного больше обычного значения М 20 000, необходимого для количественного описания реологических свойств расплава полиэтилена. Следует также отметить, что в данном случае весь расчет проведен для стержней правильной формы, наиболее плотная укладка которых приводит к значению А = 0,9065. На самом деле для идеального кристалла полиэтилена характерна величина = 0,746, и, следовательно, определение ХзфДги по графику на рис. 4.14 даст еще большее значение [c.146]

Изучению реологических свойств расплавов посвящены работы Филиппова, Клегга, Бегли, Торделлы, Метцнера и других зарубежных исследователей. Существенный вклад в изучение реологии эластомеров внесен работами Муни, Сондерса, Трелоара и других зарубежных ученых. [c.8]

Гидростатическое давление в процессах переработки термопластов достигает значительных величин. Так, давление в головке экструдера может составлять 300—400 кгс1см , давление впрыска у большинства литьевых машин составляет в среднем 800—1200 кгс1см , а существуют модели литьевых машин, у которых давление впрыска достигает 1800—2000 кгс см . Такой широкий диапазон встречающихся на практике гидростатических давлений заставляет остановиться на зависимости между реологическими свойствами расплава и давлением. [c.53]

Рассмотрим следующий пример. На каландре с диаметром валков 910 мм и длиной 2330 мм производится пленка из пластифицированного поливинилхлорида толщиной 0,05 мм. Температура валков 170° С, скорость вращения валков 2,1 об1сек. Реологические свойства расплава поливинилхлорида при температуре переработки описываются степенным уравнением (1.100), константы которого при температуре переработки равны п = 2,5 Х(, = 0,85 кгс1(см сек - ). Величина распорного усилия, рассчитанного по формуле (VI.30), равна 210 тс ( а = 0,37 /iq = 0,015 мм). [c.400]

Одновременное развитие всех этих трех видов деформации приводит к тому, что в условиях установившегося течения полимеры обладают свойствами так называемых аномально-вязких, или не-ньюто новских жидкостей. Это означает, что при весьма малых напряжениях сдвига реологические свойства расплава характеризуются постоянной ньютоновской вязкостью. В этой области скорость накопления высокоэластиче-- ских деформаций оказывается меньше скорости их релаксации, быстро увеличивающейся с росто.м деформации. Вследствие этого накопленная обратимая деформация оказывается очень малой, а материал течет с постоянной ньютоновской вязкостью г)а (облзсть/ на рис п. I). Дальнейшее увеличение напряжения (или скорости деформации) приводит к тому, что накапливающаяся деформация уже не успевает релаксировать полностью, поэтому какая-то часть деформации носит высокоэластический характер. Внешне это проявляется в интенсивном [c.46]

Если, с другой стороны, существовала бы только кристаллическая, хотя и дефектная фаза, то температуру стеклования необходимо было бы связывать со специфическими свойствами соответствующих дефектов. Полимерный расплав при этом следовало бы рассматривать как набор дефектных кристаллов. А это было бы, конечно, несовместимо с тем, что при плавлении происходит фазовый переход первого рода. Более того,, большинство, если не все физические, механические и реологические свойства расплава остались бы необъяснимыми. Любое их объяснение возможно лишь на основе представлений о высокой коафигурационной энтропии большого набора молекулярных цепей в конформации статистического клубка. [c.293]

В справочнике приведены сведения о температурах переходов и изменении термодинамических характеристик, сопровождающем процессы стеклования, плавления и кристаллизации полимеров, значения кристаллографических параметров, валовых скоростей кристаллизации из расплава, зависимости удельного объема и теплофизических характеристик от температуры и давления, данные о реологических свойствах расплавов, поверхностном натяжении полимеров в твердом и жидком состоянии, газопронипаемости, а также об упругих характеристиках полимеров в стеклообразном и кристаллическом состоянии. [c.4]

Димов К., Савов М. Реологические свойства расплавов двухфазных смесей полиэтилентерефталата и поликапроамида.— ВМС. Сер. А, 1980, 22, № 1, с. 65—70. [c.307]

Реологические свойства расплавов полимеров представляют интерес в связи с изучением внутреннего строения полимеров и анализом таких процессов их переработки, как, например, формование волокон или литье под давлением. Поэтому этот вопрос был предметом изучения в большом числе экспериментальных и теоретических работ, часть из которых цитируется ниже. С другой стороны, вязкоупругие свойства расплавов полимеров рассматривались лишь в очень ограниченном числе публикаций [1—3], хотя очевидно, что эластичность полимеров также связана с их молекулярным строением и особенностями процессов переработки. Имеется довольно большое число указаний на то, что эластичность, которую проявляют расплавы полимеров, иногда еще в большей степени определяет особенности процесса переработки, чем вязкость. Такие явления, как эффект Вейссенберга и увеличение диаметра струи после выхода из насадки (эффект Барруса), характерные для полимерных расплавов, безусловно, связаны с эластичностью расплавов. В настоящее время известны несколько методов оценки эластичности полимерных систем, например при установившемся течении, при релаксации напряжений и по динамическим свойствам. Последняя группа методов дает наиболее прямую информацию о вязкоупругих свойствах системы. [c.282]

Экспериментальные результаты, полученные для ранее исследованного полистирола, показывают, что значение молекулярного веса /И, , выше которого динамические вязкости образцов при оз>10" сек совпадают между собой, хорошо согласуется со значением критического молекулярного веса М,., который обычно трактуется как молекулярный вес, соответствующий образованию в системе непрерывной сетки зацеплений макромолекулярных цепей [29, 38]. Поэтому величину Ма следует рассматривать как такое значение молекулярного веса, выше которого на реологических свойствах расплавов начинает сказываться влияние зацеплений макромолекул. Этот нижний предел молекулярных весов для ПММА лежет в пределах между М,,- 18 900 (Л 9270) и Иго 29 100 (М 21 ООО), т. е. ему отвечает молекулярный вес, промежуточный между молекулярными весами фракций 914 и 913. Для ПВА предел, соответствующий Л4,,, в настоящей работе достигнут не был. [c.300]

Одна из хорошо известных особенностей реологических свойств расплавов и концентрированных растворов разветвленных полимеров состоит в том, что их вязкость ниже вязкости линейных полимеров того Л е молекулярного веса [43—47]. Однако в некоторых случаях высказывалось прямо противоположное утверждение о том, что вязкость разветвленных полимеров значительно выше вязкости линейных полимеров с тем же молекулярным весом [41]. Другим известным эффектом, обусловленным разветвленностью макромолекул, является более сильная зависимость эффективной вязкости от молекулярного веса и концентрации полимера в системе для разветвленных образцов по сравнению с линейными [38, 45]. Эта особенность реологических свойств разветвленных полимеров наиболее резко проявляется в отноишнии концентрационной зависимости вязкости, особенно в области высоких концентраций. Подобные аномальные свойства разветвленных полимеров, по-видимому, связаны с их склонностью к образованию сильных зацеплений между сегментами внутри одной макромолекулярной цепи или между соседними цепями, в результате чего и частотные зависимости динамических свойств линейных и разветвленных полимеров должны различаться между собой. [c.308]

Полиуретановые термоэластонласты (ТЭП-У) находят все более широкое применение во многих отраслях народного хозяйства [87]. Получение изделий из ТЭП-У может быть осуществлено на оборудовании для переработки термопластов. Условия переработки ТЭП-У определяются реологическими свойствами расплава полимера- Особенности строения ТЭП-У, сочетающих в себе свойства как термо- [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология