Начальный коэффициент нормальных напряжений

Подавляющее большинство операций формования и элементарных стадий процессов переработки полимеров включает либо изотермическое, либо (чаще) неизотермическое течение расплавов полимеров в каналах сложной геометрии. Поэтому перед тем как рассматривать реальный технологический процесс, целесообразно отдельно изучить реологическое поведение полимерных расплавов в простых условиях течения и в отсутствие градиентов температуры. В этой главе поставлена задача пояснить физический смысл таких понятий, как неньютоновское поведение , вязкоупругость , начальный коэффициент нормальных напряжений и функция вязкости . Здесь же будут рассмотрены определяющие уравнения, количественно [c.133]

О вычислении начального коэффициента нормальных напряжений. При анализе зависимости (у) особое значение имеет начальный коэффициент нормальных напряжений, выражающийся через второй момент релаксационного спектра [см. формулу (4.13)1 и связанный с соотношением вязкостных и высокоэластических свойств системы [см. формулу (4.14)]. Поэтому представляет особый интерес на основании общего уравнения (4.24) оценить величину 5о, не прибегая к сложным и не всегда доступным машинным методам расчета. [c.356]

Полученные формулы позволяют установить существование начального коэффициента нормальных напряжений, исходя из измеренной зависимости т) (у)> и вычислить его значение. [c.357]

Можно установить общее условие, которому должна удовлетворять функция т) (у) в области малых значений у, для того, чтобы существовало ограниченное и не равное нулю значение начального коэффициента нормальных напряжений. Это условие связано с требованиями, которым должна удовлетворять функция т) (у) вблизи области ньютоновского течения, чтобы в системе могли возникать-нормальные напряжения. [c.357]

Качественно вопрос о влиянии аномалии вязкости на значение начального коэффициента нормальных напряжений иллюстрируется следующим примером. Для удобства расчета вся кривая течения разбивается на две области — область скоростей сдвига, в которой вязкость сохраняет постоянное значение т]о, и область аномалии вязкости, в которой кривая течения описывается степенным законом вида [c.359]

Рис. 4.20. Зависимость начального коэффициента нормальных напряжений от безразмерной концентрации для растворов полибутадиенов в метилнафталине при 23 °С. Молекулярные кассы полимеров М. 10- 2 — 1,52 2 — 2,4 3—3,2. Пунктиром отмечена критическая концентрация (см. ссылку к рис. 4.19).

В которой меняется характер концентрационной зависимости вязкости из-за формирования трехмерной сетки. Этот вывод подтверждается экспериментально . Однако для всех областей составов, включая и разбавленные растворы, может быть измерена эффективная характеристика жесткости системы, определяемая (т)о — Пз) о) где т)5 — вязкость растворителя, а начальный коэффициент нормальных напряжений. Вместо этого комплекса может также измеряться эквивалентная ему величина (О" — Для концентрирован- [c.385]

Начальный модуль высокой эластичности, а также параметр, равный отношению квадрата начальной вязкости к начальному коэффициенту нормальных напряжений, характеризуют жесткость полимерных систем. С переходом от полимера в блоке к растворам жесткость систем уменьшается до тех пор, пока существует сетка зацеплений. В области разбавленных растворов отсутствует сетка зацеплений, их вязкоупругие свойства определяются поведением отдельных [c.394]

Рис. 22. Зависимость от концентрации полибутадиенов узкого МВР в растворах в сб-метилнафталине начального модуля высокой эластичности, отношения квадрата начальной вязкости к начальному коэффициенту нормальных напряжений, и критического напряжения сдвига, отвечающего появлению аномалии вязкости

Полученные результаты позволяют представить общий ход зависимости коэффициента нормальных напряжений от градиента скорости при простом сдвиговом течении полимерных систем. При малых у величина Оц и поэтому существует ограниченный предел функции Ziy) при у 0. Это предельное значение функции (у) может быть названо — по аналогии с начальным коэффициентом вязкости — начальным коэффициентом нормальных напряжений Величина выражается через релаксационный спектр системы с помощью второго момента спектра, поэтому интеграл (4.13) должен быть сходящимся. При возрастании у коэффициент нормальных напряжений уменьшается по срайнению с и этому отвечает более медленный, нежели квадратичный, рост нормальных напряжений с увеличением скорости сдвига. [c.339]

Рис. 4.16. Сопоставление расчетных и эяонернментальных значений начальных коэффициентов нормальных напряжений в- Светлые точки — расчет по формуле (4.28), зачерненные точки — но формуле (4.30) для полнизобутилена (1), бутилкаучука (2) и растворов полистирола в декалине (а) (М а л к и н А. Я. и др., Механика полимеров , 1971, 4, с. 714—721).

Влияние молекулярно-массового распределения на нормальные напряжения. Вопрос о влиянии молекулярно-массового распределения на нормальные напряжения, развивающиеся при установившемся сдвиговом течении полимерных систем, как и в случае вязкости, сводится к выбору такой усредненной молекулярной массы М, для которой зависимость Щ должна совпадать с зависимостью 0 М), измеренной для монодисперсных полимеров. Известно очень мало экспериментальных данных относительно влияния молекулярно-массового распределения на нормальные напряжения. Поэтому какие-либо окончательные выводы делать здесь было бы преждевременным. Однако существующие экспериментальные данные Згказывают на более сильное, чем в отношении вязкости, влияние высших моментов молекулярно-массового распределения на величину 5о. Во всяком случае использование в качестве аргумента зависимости среднемассовой молекулярной массы, с помощью которой удачно описываются экспериментальные данные по вязкостным свойствам полимеров с произвольными молекулярно-массовыми распределениями, оказывается для нормальных напряжений неудовлетворительным. Так, для полидиметилсилоксанов с различными молекулярно-массовыми распределениями начальный коэффициент нормальных напряжений оказывается однозначной функцией произведения двух средних молекулярных масс — среднемассовой, и 2-средней (рис. 4.23). Но неизвестно, будет ли этот аргумент пригоден для [c.365]

Обращает на себя внимание чрезвычайно высокая чувствительность начального коэффициента нормальных напряжений к изменению молекулярного веса. Он изменяется пропорционально седьмой степени молекулярного веса. Даже если учесть меньшую точность измерения г по сравнению с вязкостью, то масштабы их изменения несоизмеримы. Вообще, измерения являются наиболее чув1ствительными по отношению к изменениям состава полимерных систем. Однако это пока не используется практически. [c.364]

Марковиц и Браун [36] исследовали вопрос о методе приведения по концентрации данных, полученных при измерении нормальных напряжений в растворах полиизобутилена в цетане. Они использовали прямой метод приведения экспериментальных данных, не вычисляя начального коэффициента нормальных напряжений О, Их способ в принципе аналогичен использовавшемуся при построении рис. 5.12. Им удалось осуществить очень хорошую суперпозицию экспериментальных данных, но при этом оказалось пропорциональным не , а с 2. Обработка результатов по нормальным напряжениям, полученных Котакой [37], потребовала уже введения множителя с , ибо только таким способом удавалось осуществить однозначную суперпозицию экспериментальных данных. Котака исследовал растворы полистирола высокой концентрации, для которых на рис. 5.11 характерны наибольшие отклонения от теоретической зависимости. Поэтому эти результаты служат еще одним подтверждением неопределенности концентрационной зависимости коэффициента нормальных напряжений при высоком содержании полимера в растворе. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология