Смешение степень деформации

Основной физической характеристикой состояния (качества) резиновой смеси является степень ее однородности, или статистического равновесия. В том случае, р)гда можно считать диспергирование законченным и пренебречь неупорядоченностью потоков, скольжением и другими аномалиями, что допустимо при развившемся вязком течении разогретой смеси во второй стадии смешения, степень однородности смеси удовлетворительно передается критерием общей (накопленной) деформации сдвига 7 равным [c.104]

Отсюда следует, что при ламинарном смешении решающим фактором является величина деформации, тогда как скорость деформирования и напряжение не играют никакой роли. Это справедливо в случае смешения материалов, не обладающих пределом текучести (и способных к образованию смесей) [11. Величина напряжения сдвига при этом не имеет значения, поскольку речь идет о степени смешения (разумеется, потребляемая мощность зависит от напряжения сдвига). Если же смешиваются компоненты, которые можно размельчить, только приложив к ним усилия, превышающие их предел текучести, то в этом случае локальные напряжения играют главную роль. Примерами таких компонентов являются агломераты технического углерода и ассоциаты вязкоэластичного полимера. Кроме того, для некоторых систем (в частности вязкоэластичных) очень важными факторами могут быть скорость нагружения и локальные изменения напряжения. Для систем твердое вещество— жидкость такой вид смешения называют диспергирующим смешением [51, а для систем жидкость—жидкость—гомогенизацией. При описании диспергирующего смешения мы будем в дальнейшем использовать термин предельная частица , т. е. наименьшая частица дисперсной фазы в смеси. [c.184]

Количественной мерой ламинарного смешения является суммарная деформация V. равная для простого сдвигового течения произведению скорости сдвига на время, т. е. yt. За различные промежутки времени можно получить одну и ту же суммарную деформацию за счет регулирования скорости сдвига, а следовательно, и интенсивность тепловыделений вследствие вязкой диссипации. При простом сдвиговом течении степенной жидкости интенсивность диссипативного разогрева можно выразить через суммарную деформацию и время сдвига [c.383]

Хорошее ламинарное смешение достигается лишь тогда, когда в смесителе расплав полимера подвергается большой суммарной деформации. При зтом удается существенно уменьшить композиционную неоднородность материала по сечению канала. Однако особенность профиля скоростей в экструдере заключается в том, что суммарная деформация, накопленная частицами жидкости, зависит от местоположения частиц. Следовательно, степень смешения по сечению канала неодинакова. А значит, и по сечению экструдата следует ожидать определенную композиционную неоднородность. Количественной мерой этой неоднородности могут быть функции распределения деформаций Р (у) и f (у) йу. Проанализируем эти функции для экструдера с постоянной глубиной винтового канала червяка, используя простую изотермическую модель, описанную в разд. 10.2 и 10.3. В гл. 12 рассмотрен процесс смешения в пласти-цирующем экструдере, в котором плавление полимера влияет на вид функций распределения. [c.406]

Это означает, что возрастание давления в экструдере равно снижению давления в головке. Однако изменения массового расхода и давления представляют интерес не только как параметры процесса. С величиной генерируемого давления связаны также изменения те 1-пературы и мощности, потребляемой червяком экструдера. Наконец, мы заинтересованы в увеличении степени смешения, которая характеризуется функциями ФРД и ФРВ, или, другими словами, интерес представляют средняя деформация сдвига и среднее время пребывания материала в экструдере. Математические модели подсистем позволяют определить связь между основными интересующими нас технологическими параметрами (т. е. объемным расходом, распределением давлений и температуры, потребляемой мощностью, средней деформацией сдвига и временем пребывания) и всеми влияющими на процесс геометрическими (т. е. конструктивными) параметрами, реологическими и теплофизическими свойствами расплава, а также регулируемыми параметрами процесса (т. е. частотой вращения червяка, температурой червяка, цилиндра, головки). Эти зависимости можно использовать как при проектировании новых машин, так и для анализа работы существующих. В дополнение к основным регулируемым параметрам желательно исследовать и другие, такие, как изменение температуры в головке, изменение объемного расхода, однородность экструдата, разбухание и стабильность формы экструдата и параметрическую чувствительность процесса. В гл. 13, посвященной формованию методом экструзии, рассматриваются некоторые из этих параметров. [c.419]

Технология производства полиуретановых пен прогрессирует настолько быстро, что они стали серьезно конкурировать с каучуковыми латексными пенами. По свойствам пены обоих типов не одинаковы, и поэтому логично ожидать, что каждая из них захватит определенную часть рынка в соответствии с эксплуатационными показателями и ценой. В литературе отмечали [72 ] следующие недостатки гибких уретановых пен на основе сложных полиэфиров наличие горизонтального участка на кривой деформация — напряжение, медленность упругого восстановления после сжимающих нагрузок, трудности формования, сложность получения материалов повышенной плотности. Однако некоторые из этих недостатков можно значительно уменьшить методами смешения, в частности введением соответствующих наполнителей. Было проведено исследование для выяснения зависимостей между степенью разветвленности (оцениваемой молекулярным весом, приходящимся на каждую точку разветвления структуры) и другими особенностями уретановых пеп, с одной стороны, и их физическими свойствами — с другой [84]. [c.210]

В реологическом аспекте результат смешения необходимо оценивать по однородности системы, что определяется в основном накопленной деформацией сдвига и по степени диспергирования, [c.201]

Учитывая выражение (VII. 32), получим формулу для определения минимальной деформации сдвига, обеспечивающей необходимую степень смешения [c.216]

На модельных смесях наирита с 5 % технического углерода ПМ-100 было показано, что оптимальная степень диспергирования достигается в любом способе смешения при у4о= 1,2-- 1,5 МДж/м и не зависит от температуры и скорости деформации. Причем повышение температуры смешения требует увеличения суммарной деформации, необходимой для достижения заданной степени диспергирования. Это связано со снижением вязкости и, соответственно, напряжений сдвига в системе. Установлена взаимосвязь между ЛдИ для смеси наирита с 5 % технического углерода ПМ-100 независимо от режима смешения работа А й 20 МДж/м достаточна для осуществления оптимальной работы диспергирования Лд=1,5 МДж/м . Предполагая возрастание Ар пропорционально содержанию ПМ-100 в наприте, для композиций с 40—50 % (по массе) ПМ-100 должно быть Ло=15 18 МДж/м и для получения удовлетворительной степени диспергирования минимальное значение Л 2= 200- -240 МДж/м . [c.16]

Механическим смешением силиконовых эластомеров с другими материалами получают дисперсные системы, обладающие ценными физическими свойствами. Так, например, путем добавления 10% силиконового эластомера к бутилкаучуку в значительной степени снижается его твердость при неизменном пределе прочности при растяжении [1760]. Очень интересна по свойствам также силиконовая упругая замазка. Она является промежуточным продуктом между силиконовыми маслами и эластомерами, так как может течь как очень вязкая жидкость, но при внезапном сжатии или растяжении весьма эластична. Упругую замазку можно налить в сосуд, однако если приготовленный из нее шарик бросить на пол, он подпрыгивает на 80% начальной высоты. Чем быстрее прилагается сила, тем эластичнее упругая замазка и тем меньше остаточная деформация. При очень быстрых ударах молотом замазка обычно разбивается на куски. Ее предел прочности при растяжении равен нулю. [c.384]

Существуют нек-рые специфич. особенности в механизме упрочнения эластомеров и жесткоцепных линейных и сетчатых полимеров. В частности, существенное упрочнение эластомеров достигается при использовании высокодисперсных наполнителей, преимущественно сажи, прочные первичные агрегаты к-рой создают в среде эластомера цепочечные структуры (см. также Наполнители резин). Действие этих структур объясняется гл. обр. тем, что их элементы являются той матрицей, на к-рой ориентирована макромолекула. Чем больше развита цепочечная структура, тем в большей степени проявляется ее ориентирующее и упрочняющее действие. Образующиеся в ходе смешения хаО тич. связи каучук — наполнитель при деформации ПОД напряжением разрываются и вновь восстанавливаются в новых положениях, закрепляя на поверхности наполнителя макромолекулы каучука, частично ориеН тированные в направлении действия напряжений. В ре зультате происходит выравнивание местных перенапряжений. Чем выше прочность связи каучук — на- [c.163]

Подавляющее большинство П. относится к числу продуктов, окрашивающих резину поэтому их можно применять только для защиты саженаполненных резин. П., не окрашивающие резины, как правило, малоактивны. Эффективность действия П. в значительной степени зависит от условий деформации (скорости, амплитуды и др.), состава резиновой смеси (типа каучука, наполнителя и др.) и режима смешения. Так, с увеличением продолжительности изготовления резиновых смесей, содержащих П., усталостная выносливость резин уменьшается, что связывают с непроизводительным расходованием П. [c.111]

Мерой качества окрашивания при работе с червяками без перемешивающих элементов считается степень смешения М это расчетное значение полной деформации сдвига контрольной частицы в канале нарезки. Контрольная частица с координатой /д глубины выточки канала имеет минимальную деформацию сдвига и выбрана поэтому для характеристики качества смешения [3]. [c.213]

ВЫСОКИХ включения каучука в стеклообразную матрицу могут вызывать (в различных соотношениях) пластическую деформацию и многочисленное растрескивание. Однако, очевидно, что для количественной оценки эффективности каучука важны также параметры, характеризующие как сам каучук, так и его взаимодействие с матрицей. К некото рым из них можно отнести степень смешения двух компонентов, концентрацию [c.105]

Было, однако, установлено, что напряжения, возникающие в вязких термопластичных материалах, не пропорциональны градиенту скорости сдвига. Они зависят от структуры и свойств полимера и могут изменяться несколько быстрее, чем скорость деформации. Поэтому при изготовлении резиновых смесей МОЖНО считать, что максимальная мощность, потребляемая электродвигателем, в начальные моменты смешения не пропорциональна повышению скорости вращения роторов, а увеличивается в несколько большей степени. [c.32]

Приведенные рассуждения требуют специальных испытаний, так как прежде всего следует выяснить, является ли распределение компонентов в смеси случайным или нет. В первом случае система определена в статистическом смысле. Во втором случае для характеристики смеси достаточно иметь два параметра степень неоднородности и интенсивность разделения. Степень неоднородности оценивается средним расстоянием между слоями одного и того же компонента в смеси и может быть изменена в процессе смешения под воздействием деформаций сдвига и растяжения. Интенсивность разделения определяется средним отклонением концентрации в точке от среднего значения концентрации в системе. Для данного порядка размеров частиц определенное значение интенсивности разделения может быть достигнуто только в результате некоторого случайного процесса, аналогичного диффузии (диффузия молекул со случайным распределением скоростей, броуновское движение больших частиц в жидкостях или газах, беспорядочное движение отдельных твердых частиц при деформации сдвига). Такой процесс приводит к усреднению концентрации компонента в объеме, примыкающем к поверхности раздела компонентов. [c.138]

Ниже показано, что исходная ориентация поверхностей контакта смешиваемых компонентов относительно направления течения в системе имеет первостепенное значение. Деформация сплошной среды под действием деформаций сдвига и растяжения приводит к увеличению общей площади поверхностей контакта между компонентами, а следовательно, и к увеличению степени разделения, т. е. к уменьшению средней толщины полос в системе. Деформирование в системе продолжается до тех пор, пока толщина полос не становится достаточно малой по отношению к линейным размерам емкости, в которой находится исследуемая смесь. Тогда смешение можно считать законченным. [c.141]

Смешение в одночервячной шприцмашине. Для того чтобы определить степень смесительного воздействия, которому подвергается данный объем полимера, необходимо знать суммарную величину деформации сдвига материала. Являясь мерой относительного перемещения частиц, эта величина равна произведению градиента скорости на время пребывания материала в шприцмашине. [c.487]

Рис. 125. Процесс ламинарного, бездиффузионного смешения в зазоре между дву.мя коаксиальными цилиндрами. Начальная ориентация компонентов и обш,ая деформация сдвига определяют степень смешения.

Оценка качества смешения эластомерных композиций имеет свои особенности. Неотъемлемой частью контроля является оценка степени диспергирования технического углерода как основного усиливающего наполнителя. Простейшие оценки проводятся визуально по блеску среза смеси и степени неровности его поверхности. Более точные методы оценки степени диспергирования заключаются в том, что из отобранных по закону случайных чисел образцов изготавливаются тонкие пленки или микротомные срезы, которые затем просматриваются в световом либо электронном микроскопе. При выборе метода приготовления образцов следует предпочесть метод микротомных срезов, поскольку в этом случае исключается возможность дополнительной деформации и искажения формы частиц диспергируемой фазы, неизбежно сопровождающих операцию расплющивания образца между предметными стеклами микроскопа [59]. При просмотре образцов фиксируют следующие данные число клеток окулярной сетки в площади отдельного агрегата, площадь отдельного агрегата, количество агрегатов данного размера /п,- условный диаметр агрегата, определенный как корень квадратный из площади агрегата площадь просматриваемого среза 5о. [c.22]

На рис. 1.7 показаны зависимости изменения диэлектрической проницаемости (Де), толщины полос смешиваемых компонентов (/ ) и среднеквадратического отклонения микротвердости (5т) отвержденных образцов эпоксидного компаунда, полученного в статическом смесителе, от числа винтовых элементов т (или, что аналогично, от величины сообщенной материалу деформации сдвига). Сравнение характера зависимостей указывает на полное соответствие между данными, полученными различными методами оценки. качества смешения. Так, величины смесительного воздействия, сообщенной материалу при прохождении им 25 винтовых элементов, оказывается достаточным, чтобы добиться максимально возможной для данной конструкции смесителя степени однородности, о чем свидетельствует прекращение изменения величины диэлектрической проницаемости и независящего от нее критерия — толщины полос. [c.34]

Технологические режимы и аппаратурное оформление процесса. Для разработки рекомендаций по технологии ведения процесса приготовления эпоксидных компаундов в статических смесителях прежде всего проанализируем влияние отдельных технологических параметров на физико-механические и эксплуатационные свойства получаемых композиций. Как было показано ран е, механизм смешения заключается в увеличении удельной межфазной поверхности раздела до определенного значения, которое зависит от конструктивных особенностей используемого оборудования. Естественным является рост степени отверждения композиции (что во многом определяет ее свойства) по мере увеличения поверхности раздела связующего и отвердителя. Так, на рис. 5.1 приведена корреляционная зависимость между удельной межфазной поверхностью и процентным содержанием нерастворимого осадка в отвержденной смоле, указывающая на прямо пропорциональную зависимость между этими величинами. Рис. 5.2 иллюстрирует зависимость ряда свойств отвержденных композиций на основе смолы ЭД-20 и отвердителя полиэтилен-полиамина от числа винтовых элементов смесителя (или, что аналогично, от деформации сдвига, сообщенной материалу), что указывает на возможность существенного повышения стабиль- [c.121]

Для аморфных полимеров с заметной степенью структурирования уравнения изотерм адсорбции необходимо видоизменять с целью учета изменения свободной энергии, обусловленного упругой деформацией решетки сорбированным веществом. По аналогии с деформацией каучуков можно предположить, что в процессе набухания не происходит никаких тепловых изменений, кроме изменения теплоты смешения. [c.219]

Некоторые полимерные материалы демонстрируют определенную степень упругого восстановления после деформации даже до образования поперечных межмолекулярных связей ( сшивки ). Если уровень упругого восстановления слишком велик, при смешении его необходимо снижать до заданного уровня таким образом, чтобы переработка была воспроизводимой, а изделие сохраняло размерную стабильность. [c.127]

Рекристаллизация твердых тел как с изменением химического состава кристаллов, так и с сохранением его заключается в образовании одних зерен тела за счет других и протекает особенно интенсивно в пластически деформированных телах (например, катализаторы, получаемые смешением Компонентов с введением связующих добавок). Внешне рекристаллизация проявляется в изменении размеров и количества кристаллов. Движущей силой этого процесса считают уменьшение термодинамического потенциала катализатора в результате снижения суммарной поверхности границ кежду зернами или снятие искажений и напряжений в кристаллической решетке [5, 6]. Кинетика рекристаллизации характеризуется скоростью зарождения центров и линейной скоростью роста новых кристаллов. Значения этих величин зависят в первую очередь от чистоты твердого тела, степени его деформации и размера зерен [7—14]. Установлено, что чистые вещества рекристаллизуются особенно интейсивно. Малые количества примесей (иногда < 0,01 %) могут уменьшать скорость рекристаллизации на несколько порядков [5, 7—10]. Влияние температуры на скорость зарождения и роста кристаллов при определенной степени деформации катализатора приближенно выражается уравнением Аррениуса. [c.59]

Рассмотрим конкретный практический пример ламинарного смешения. Жидкий компонент вводят в смеситель, содержащий расплав полимера в форме капель микроскопических размеров. Мы утверждаем, что то, что произойдет с каплями в потоке жидкости в начальной стадии смешения, не зависит от смешиваемости компонентов. Это объясняется тем, что при быстром растворении образуется тонкий (в лучшем случае) пограничный слой. Постепенно капли де формируются, подвергаясь воздействию локальных напряжений.. Поле напряжений неоднородно, поскольку компоненты смеси имеют различные реологические свойства (как вязкость, так и эластичность). Влияние поверхностного натяжения несущественно (соответственно несущественно и наличие или отсутствие четких границ раздела), Вязкие силы превышают поверхностное натяжение По мере деформации капель и увеличения площади поверхности раздела степень смешиваемости двух компонентов начинает играть все возрастающую роль. Для смешиваемых систем внутренняя диффузия способствует достижению смешения на молекулярном уровне, а в случае несме-шиваемых систем — вводимый компонент дробится на мелкие домены. Эти домены вследствие вязкого течения и под воздействием сил поверхностного натяжения достигают состояния, характеризуемого постоянной величиной деформации. Таким образом, для несме-шиваемых систем смешение начинается по механизму экстенсивного смешения и постепенно переходит в гомогенизацию. Морфология доменов, образующихся как в смесях, так и в сополимерах, является предметом интенсивных исследований [19]. [c.388]

Из-за резких деформаций занятого примесью объема в турбулентном потоке образуются очень искривленные и запутанные слои с резко различающилшся значениями концентрации. Это приводит к ускорению молекулярной диффузии, т. е. к более быстрому выравниванию концентрации в молекулярных дшсштабах. Однако смешение до молекулярных масштабов отстает от смешения в среднем однородность средних ио времени концентраций далеко ие означает однородности мгновенных концентраций. Прп расчете диффузионного горения необходимо знать не только закономерности турбулентного перемешивания, но и степень смешения до молекулярной однородности. [c.18]

Ограниченное набухание может также иметь место при химической модификации полимеров, которые сами по себе способны к неограниченному набуханию. Например, натуральный каучук может набухать в бензине до полного растворения, однако, после вулканизации, когда его молекулы химически связаны некоторым количеством атомов серы и образуют прочную пространственную сетку, набухание становится ограниченным аналогично, задубленный студень желатины даже при нагревании остается в ограни-ченко-набухшем состоянии. В этом случае равновесие при ограниченном набухании имеет вынужденный характер. Отрезки цепей между узлами пространственной сетки выпрямляются при набухании, вследствие увеличения расстояний между этими узлами, но в то же время они отходят от своего наиболее вероятного свернутого состояния (см. стр. 188), поэтому при деформации энтропия цепей уменьшается (A5og <0). С другой стороны, энтропия смешения полимера и растворителя при набухании возрастает (см. стр. 176). Оэотношение этих противоположных процессов изменения энтропии определяет напряжение в полимерной сетке, ограничивающее степень набухания (Флори и Ренер). [c.202]

Одним из первых классов ингредиентов, использованных для приготовления рези-новьк смесей были асфальты и битумы, которые вводили в натуральный каучук. В настоящее время нефтяные мягчители используют в основном для бутадиен-сти-рольных синтетических каучуков. В резиновые смеси вводят 30-35 масс. ч. мягчи-телей на 100 масс. ч. каучука. Компоненты битумов сравнительно инертны по отношению к вулканизации, но они улучшают распределение ингредиентов — серы и ускорителей и не замедляют вулканизацию. Нефтяные мягчители облегчают каландро-вание и шприцевание, улучшают поверхность каландрованной резиновой смеси. Наиболее известным нефтяным мягчителем является рубракс. Нефтяные мягчители облегчают обработку каучуков, снижают продолжительность и температуру смешения. Вулканизаты становятся более мягкими, эластичными, уменьшаются гистерезисные потери, но прочность снижается. Повышается морозостойкость, сопротивление утомлению, износостойкость, усталостная выносливость резин при многократных деформациях. Повышается производительность смесительного оборудования на 40-50 %, снижается расход энергии на изготовление резиновых смесей на 20-30 %. Состав нефтяных мягчителей влияет на пластифицирующее действие. В наибольшей степени улучшает морозостойкость резин алканы и циклоалканы, но они плохо совмещаются с полярными полимерами, замедляют вулканизацию каучуков и склонны к выпотеванию. Ароматизированные нефтяные пластификаторы хорошо совмещаются с каучуками, улучшают их обрабатываемость, повышают адгезию и [c.134]

Прочность асборезитов определяется также. методом распушки асбеста, степенью повреждения и деформации волокна в процессе смешения и содержанием асбеста в массе. [c.451]

В этом случае равновесие при ограниченном набухании имеет вынужденный характер. Отрезки цепей между узлами пространственной сетки выпрямляются при набухании вследствие увеличения, расстояния между этими узлами, но в то же время они отходят от своего наиболее вероятного свернутого состояния (см. стр. 202), поэтому при деформации энтропия цепей уменьшается (А5д5,ф<0). С другой стороны, энтропия смешения полимера и растворителя при набухании возрастает (см. стр. 158). Соотношение этих противоположных процессов изменения энтропии определяет напряжение в полимерной сетке, ограничивающее степень набухания (Флори и Ренер). [c.180]

Было показано [252], что для композиций ПЭНП с 25% ацетиленовой сажи, полученных в лопастном смесителе при 180 °С, свойственны более высокие значения ро, чем для образцов, когда компоненты смешивали при 120—140 °С. Это обусловлено тем, что при более высокой температуре сдвиговые усилия незначительны и в меньшей степени могут образовываться проводящие сажевые цепочки. Наблюдаемое одновременное снижение (Тр и р в интервале смешения 20—40 мин при 120—140 °С объясняют возникновением развитых сажевых структур, характеризуемых большим числом контактов сажа — сажа, неустойчивых к деформации при растяжении. [c.176]

Равномерное смешение плава с добавками непосредственно ттеред кристаллизацией значительно упрощает гранулирование и улучшает свойства продукта. Особенно перспективно это в способе, включающем падение разбрызгиваемых капель через облако пылевидных частиц на поверхность псевдоожиженного слоя, генерирующего это облако [216]. При прохождении капли через пылевидные частицы последние прилипают к ее поверхности, образуя тонкую, но достаточно отвердевшую оболочку, предохраняющую гранулу от деформации при попадании в псевдоожиженный слой. Различные вещества в разной степени прилипают к поверхности капель. Высота облака частиц и скорость потока воздуха не сказываются на количестве захваченной капля-ми пыли. [c.190]

Было показано, что механические свойства вулканизата в сильной степени зависят от равномерности распределения связей в пространственной сетке вулканизата . Вулканизация ионизирующим излучением обеспечивает равномерное распреде ление связей. Равномерность серных связей зависит от условий смешения и растворимости компонентов вулканизующей группы. Неоднородность вулканизата приводит к понижению среднеста-тпческого значения прочности вулканизата. В случае кристаллизующихся каучуков характер распределения вулканизационных связей влияет на размеры образующихся при деформации кристаллитов, что в свою очередь сказывается на прочности и температурной стойкости вулканизатов. [c.361]

Это равенство представляет конфигурационную энтропию деформации для набухшей сетки. Если для деформированного и недеформированного состояний степень набухания остается той же самой, то мы можем считать, что свободная энергия смешения одинакова для обоих состояний, и рассматривать выражение (4.26) как полное изменение энтропии при деформации. Работа деформации набухшего каучука тогда выражается как — ТАЗ, где йЗ берется по (4.26), а N — число цепей в единице объема ненабухшего каучука. Следовательно, работа деформации на единицу объема набухшего каучука равна [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология