Статья по теме: Полимерных расплавов

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

При переработке полимерных расплавов предполагается, что при высокой температуре переработки не происходит их заметного разложения. Полимеры, растворы которых трудно перерабатывать из-за высокой вязкости или вследствие разложения при температуре плавления, можно перевести в вязкотекучее состояние пластификацией и перерабатывать при более низкой температуре. В качестве пластификаторов применяют высококипящие жидкости, совмещающиеся с полимерами, например эфиры фосфорной и фталевой кислот (диоктилфталат), различные алифатические дикарбоновые кислоты. Молекулы пластификатора располагаются между полимерами цепочками, что приводит к уменьшению межмолекулярного взаимодействия (внешняя пластификация)*. При этом подвижность полимерных цепочек возрастает, а температура стеклования понижается. Пластифицированные полимеры являются более гибкими и обладают меньшей твердостью по сравнению с непластифицированными (см. опыт 3-48).[5, С.104]

Изучению кристаллизации полимерных расплавов в условиях, приближающихся к технологическим, а также исследованию структуры промышленных пленок и волокон, посвящено большое число работ, использующих самые разнообразные физические методы: электронную микроскопию, рентгеновскую дифракцию, светорассеяние, двулучепреломление, термографию, селективную деградацию с последующим измерением ММР и т. д. [67].[13, С.58]

По-видимому, оно обоснованно и для большинства полимерных расплавов, которые представляют собой вязкоупругие жидкости почти при всех условиях течения. Экспериментальное подтверждение отсутствия проскальзывания полимерных расплавов при низких скоростях течения было дано ден Оттером [12]. Он использовал для наблюдений частицы гель-фракции, введенные в расплав полиэтилена, и изучал условия течения вблизи стенки. Эксперименты, в которых использовались трассеры большого размера, показали возможность появления проскальзывания на стенке [13, 14]. Часть этих наблюдений ден Оттер интерпретировал как артефакты, возникшие из-за несовершенства экспериментальной системы и больших размеров трассеров. Проскальзывание на стенке может наблюдаться также при высоких скоростях течения в области разрушения расплава (см. гл. 13). Этот случай типичен, например, для расплавов ПЭВД [15]. Явление, которое имеет место при повышенных скоростях течения, — «стик—слип» (отлипание—прилипание) заключается в том, что под действием растягивающих напряжений расплав отрывается от стенки (силы адгезии преодолеваются) и прилипает обратно, когда напряжения восстанавливаются [14]. В любом случае, особенно при скоростях ниже области разрушения расплава, используют условие прилипания.[2, С.115]

Реологические характеристики полимерных расплавов играют доминирующую роль в процессах формования. Применение многочисленных сведений, накопленных наукой о реологии расплавов полимеров, к анализу процессов формования является сложной, чрезвычайно важной задачей.[2, С.32]

Предположение о несжимаемости полимерных расплавов не вносит больших ошибок в уравнения количества движения и энергии, хотя следует тщательно оценивать плотность расплава при характерных давлениях и температурах. Гипотеза о постоянстве Ср и k может повлиять на результаты расчета процессов теплопередачи, теплоотдачи и течения при формовании полимеров. В гл. 9 приведены для сравнения результаты расчетов, полученных как с постоянными, так и зависящими от давления и температуры значениями k и Ср.[2, С.117]

При переработке полимеров вследствие очень высокой вязкости полимерных расплавов «турбулентная диффузия» труднодостижима, а молекулярная диффузия совсем незначительна, поскольку она протекает чрезвычайно медленно. Таким образом, преобладающим механизмом смешения остается конвекция. То же справедливо для смешения твердых компонентов, где конвекция — единственно возможный механизм смешения. Следует, однако, отметить, что в том случае, когда один из компонентов — низкомолекулярный продукт (например, некоторые антиоксиданты, вспенивающие агенты, красители для волокон, добавки, улучшающие скольжение), существенный вклад в процесс смешения может внести и молекулярная диффузия. Более того, эффективность применения таких добавок должна зависеть от степени развития молекулярной диффузии. Молекулярная диффузия, естественно, играет важную роль в процессах, связанных с массопереносом, например при дегазации или сушке. Однако в настоящей главе основное внимание уделено системам, где молекулярной диффузией можно пренебречь.[2, С.182]

В застеклованных полимерах теплопередача, возможно, и определяется направлением главных цепей макромолекул, но они расположены случайным образом. Это же соображение справедливо и для полимерных расплавов. Поэтому ни микроскопическая, ни макроскопическая анизотропии рассматриваться не будут, но все-таки следует учитывать, что коэффициент теплопроводности растет с увеличением молекулярной массы. Для расплава полиэтилена зависимость k от молекулярной массы изображена на рис. 5.7.[2, С.120]

Из-за высокой вязкости при растяжении силы, возникающие в нити, могут преобладать над силами поверхностного натяжения и тем самым стабилизировать процесс вытяжки. С теми же особенностями полимерных расплавов связано и явление «упругого сифона» [10], когда свободная струя жидкости, выливаясь из сосуда, может формировать «сифон» (жидкость переливается из сосуда, расположенного на более высоком уровне, в сосуд, расположенный несколько ниже так, что часть струи находится выше уровня жидкости в верхнем сосуде).[2, С.140]

По форме математическое выражение, описывающее зависимость коэффициента трения от нормальной нагрузки (4.3-6), подобно так называемому степенному закону течения, описывающему неньютоновское поведение полимерных расплавов [см. уравнение (6.5-2)]. Выражение (4.3-6) показывает, что, за исключением случая а= 1, коэффициент трения с ростом нормальной нагрузки FN уменьшается. Этот вывод подтверждается экспериментальными данными (рис. 4.3) [11, 12].[2, С.86]

Из сказанного выше ясно, насколько сложно реологическое поведение расплавов и растворов полимеров. Поэтому не удивительно, что тридцатилетние усилия реологов не привели еще к созданию определяющих уравнений, количественно описывающих все явления, возникающие при течении полимерных расплавов. Ученые и инженеры используют уравнения, описывающие те особенности течения полимеров, которые представляют для них наибольший интерес или важны для частной рассматриваемой задачи. Для описания реологического поведения расплавов полимеров было предложено множество определяющих уравнений, но только небольшая их часть была использована для решения задач, связанных с процессами переработки полимеров. Тем не менее интересно проследить историю их происхождения и выявить существующую между ними взаимосвязь.[2, С.140]

Будучи гибкой, полимерная цепь непрерывно флуктуирует, приобретая всевозможные конформации. Множественность кон-формаций непосредственно связана с вязкоупругими свойствами полимеров и во многом определяет их высокоэластичность. Молекулярная масса, характеризуемая степенью полимеризации, влияет на текучесть полимерных расплавов и растворов, а также на деформируемость и прочность полимерных тел. С ростом степени полимеризации механическая прочность и вязкость полимеров увеличиваются. С вязкостью полимерных веществ связаны релаксационные процессы, протекающие при различных механических воздействиях. Очевидно, что чем выше молекулярная масса, тем больше время, необходимое для установления равновесного состояния при механическом воздействии на пего.[1, С.48]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь