Из всех особенностей реологического поведения расплавов полимеров, которые были рассмотрены выше, наиболее важной является снижение вязкости при увеличении интенсивности внешних воздействий. Это замечание не умаляет влияния нормальных напряжений и вязкоупругого поведения на формование и структурообра-зование в полимерах, но подчеркивает очень важную роль эффектов, связанных с «разжижением» расплавов полимеров.[1, С.140]
Экстремальное изменение напряжений — нелинейное вязкоупру-гое явление, поэтому оно не предсказывается в рамках теорий линейной вязкоупругости. Заметим, что в процессах переработки полимеров напряжения экстремально возрастают в периоды, соответствующие заполнению формы при литье под давлением и при получении заготовки в периодических процессах формования с раздувом. Полагают поэтому, что эта особенность реологического поведения оказывает влияние на ход этих процессов. Более того, особенности вязкоупругого поведения полимеров, в частности их способность к релаксации напряжений и упругому восстановлению, играют важную роль в процессах переработки полимеров (особенно сильно они влияют на структурообразование и формуемость). Как было показано в гл. 3, остаточные напряжения и деформации, существующие в изделии после формования, в значительной степени определяют его конечные морфологию и свойства.[1, С.139]
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.[1, С.140]
Рассмотрим два одинаковых капилляра, один из которых изображен на рис. 6.1. В одном — ньютоновская жидкость, другой заполнен полимерным расплавом. Эксперимент показывает, что при изменении перепада давлений в капилляре в обоих случаях скорость истечения Q возрастает. Однако для ньютоновской жидкости отношение Q/ЛР постоянно, т. е. ее реакция на приложенное давление постоянна, в то время как для расплава полимера отношение Q/AP постоянно лишь при очень малых значениях АР и возрастает более чем в 100 раз при росте АР. Иначе говоря, сопротивление внешнему воздействию падает при росте АР. Такие жидкости «податливы», поэтому их называют псевдопластическими или «разжижающимися». Результаты этого эксперимента типичны для большинства расплавов полимеров, его реологический смысл заключается в том, что при росте скоростей деформации реакция жидкости изменяется и ее поведение из ньютоновского превращается в неньютоновское. Последнее, как правило, преобладает при скоростях деформаций, реализуемых в реальных процессах переработки. Фактически уменьшение вязкости представляет собой наиболее важную для процессов переработки особенность неньютоновского поведения расплавов полимеров. Эта особенность реологического поведения расплава облегчает течение при больших скоростях и снижает опасность перегрева вследствие чрезмерных тепловыделений при вязком течении. Конечно, с помощью определяющего уравнения для ньютоновской жидкости (6.2-1) такое поведение описать нельзя.[1, С.135]
Предпринято описание реологического поведения полиэтилена в зависимости от его молекулярных характеристик с помощью нелинейных моделей вязкоупругости [142—144]. Показана [142] возможность определения для ПЭВД кривой течения из кривых ММР. Прогнозирование реологических свойств ПЭВД расмотрено в работах [145, 146].[4, С.148]
Отмечавшаяся выше аномалия реологического поведения полимеров связана с изменениями их структуры в процессе переработки, основной причиной которых является высокая молекулярная масса и вытянутая линейная форма макромолекул, т. е. их анизодиаметрич-ность. При этих условиях перемещение макромолекул одновременно как единого целого невозможно, так как количество энергии, необходимое для отрыва макромолекулы в целом от ее соседей, превышает энергию химических связей в главной цепи. Поэтому процесс вязкого течения полимера представляют как серию актов последовательного перемещения кинетических сегментов макромолекул. Достаточное число перемещений сегментов в соседнее положение равновесия в направлении действия силы приводит к перемещению центра тяжести молекулярного клубка, т. е. перемещению самой макромолекулы и необратимому изменению размеров и формы полимерного материала (рис. 1.8). При вытянутой форме макромолекулы трудно представить себе, чтобы она располагалась в одной плоскости и ее сегменты перемещались с одной скоростью вдоль направления действующих сил. Более вероятно, когда один конец ее оказывается в слое, движущемся с одной скоростью, другой — с другой скоростью (см. рис. 1.8). Если это так, то макромолекула будет постепенно вытягиваться (ориентироваться) 1вдоль направления действия сил.[5, С.30]
Особенности реологического поведения каучуков и резиновых смесей . . 9 Температурно-скоростная область переработки эластомеров и термопластов ................. 9[6, С.3]
К сожалению, представление реологического поведения невулканизованных каучуков и смесей моделью Максвелла с постоянными реологическими коэффициентами является слишком грубым приближением, годным лишь для ограниченного интервала скоростей деформации или для некоторых случаев уже развившегося ньютоновского течения*. Существенно, что модель Максвелла не может описать запаздывающее упругое последействие,[6, С.20]
Кроме эффекта Вайссенберга многие особенности реологического поведения объясняются тем, что при простых сдвиговых течениях[1, С.136]
Строго говоря, (6.5-3) — эмпирическое определяющее уравнение, предназначенное для предсказания реологического поведения при[1, С.154]
Эластичность расплавов и растворов полимеров оказывает влияние на течение и определяет отличия реологического поведения полимеров от гидродинамики простых жидкостей. Можно отметить как основные следующие формы проявления эластичности при течении полимеров.[3, С.169]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.