На главную

Статья по теме: Сдвигового напряжения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

ПЭВП состоит из линейных молекул. Зависимость сдвигового напряжения от скорости сдвига приблизительно линейна, за исключением полимера с очень высокой молекулярной массой. Линейная связь ньютоновского типа. Это означает, что при высоких скоростях сдвига (например, при переработке) вязкость высока, и усилие, требуемое для экструзии, будет большим. Другая проблема состоит в том, что вязкость при низких скоростях сдвига не увеличивается. Эта вязкость нулевого сдвига связана с прочностью расплава полимера. Если прочность расплава низкая, то расплавленная пленка может рваться при выходе из экструдера в виде рукава, который затем быстро расширяется под давлением газа. Высокая прочность расплава необходима для сопротивления разрыву и для создания стабильного по размеру рукава. Прочность расплава менее критична при плоскощелевой экструзии пленки, хотя пленка должна оставаться стабильной, пока не достигнет охлаждающих валков. Усилие, необходимое для экструзии, всегда будет проблемой, поскольку чем больше энергии потребуется для экструзии некоторой массы полимера, тем больше будет потребление электричества, и понадобится более мощный привод экструдера. ПЭВП обладает высокой прочностью при растяжении, но низкой ударной прочностью, поэтому потенциальной проблемой является повреждение при переработке. Переработку ПЭВП можно облегчить, смешав с другими полиэтиленами, в частности, с ПЭНП.[11, С.21]

Существенна также и длительность приложения нагрузки. Если подвергнуть концентрированный раствор действию сдвигового напряжения, то вязкость будет уменьшаться со временем, т. е. система может оказаться «тиксотропной». После того как прекратится действие напряжений, восстановится первоначальное значение вязкости.[2, С.107]

Были приготовлены пленки из растворов полиэтилена с парафином, причем кристаллизацию осуществляли при наложении сдвигового напряжения. Получающиеся кристаллические структуры изучали в электронном микроскопе. Методика приготовления растворов смеси полиэтилен — парафин, предназначенных для последующего изучения в электронном микроскопе, была описана в работах [8, 9]. Такую же методику использовали в настоящей работе, но расплав подвергали непрерывному сдвигу.[7, С.123]

Аналогичные по смыслу эксперименты, в которых исследовались сдвиговые деформации, были выполнены Робертсоном и Джойнсоном [33] на образцах ориентированных полиэтилена и полипропилена. В обоих случаях на зависимости критического значения сдвигового напряжения от угла ср, образованного направлениями первичной ориентации и сдвига, наблюдались два неравных максимума. Этот эффект был объяснен легкостью изгибания цепей (предполагается, что это явление доминирует при Ф = 45°) по сравнению с межфибриллярным скольжением (считается, что этим процессом определяется переход через предел текучести при ф = 135°). Это объяснение по существу эквивалентно предположению о возникновении эффекта Баушингера, который сводится к утверждению о том, что труднее растянуть ориентированные цепи, чем их сжать.[3, С.289]

Согласно критерию Треска значение касательного напряжения. при котором достигается состояние текучести, не зависит от нормального давления на плоскость, в которой происходит течение. Кулоном был предложен довольно общий критерий, характеризующий предельные условия разрушения [8]. Согласно высказанному им предположению, критическое значение сдвигового напряжения т в плоскости возрастает пропорционально приложенному к этой плоскости нормальному давлению, что описывается формулой[3, С.259]

Начальный линейный участок кривой зависимости напряжения а, действующего на образец твердого полимера при его одноосном растяжении или сжатии, от относительной деформации е при весьма малых (не более нескольких процентов) ее значениях соответствует области обратимой («гуковской») деформации. Тангенс угла наклона этого линейного участка кривой к оси абсцисс, Е= da/de, и представляет собой модуль продольной упругости. Модуль упругости при сдвиге ц определяется как отношение сдвигового напряжения, действующего на образец, к величине относительной деформации в гуковской области. Перечисленные упругие характеристики связаны между собой (табл. 6.1, 6.2).[5, С.283]

При разных режимах деформирования (сдвиге и растяжении) наибольшая вязкость (т]0 или АО), зависящая от молекулярной массы полимеров, определяет их характеристические времена релаксации т. Для нахождения наибольшей вязкости лучше всего строить соответствующие зависимости в полулогарифмических координатах. Например, в случае деформации простого сдвига lgri = /(P). Так как масштаб по шкале ординат сжат, значение предельной вязкости т]0 можно легко найти посредством экстраполяции к нулевому значению сдвигового напряжения (рис. 6.9).[1, С.159]

Под действием сдвиговых напряжений происходит перераспределение макромолекулярных цепей, а их центральная часть ориентируется в направлении действия механических напряже-_ ний; при достижении критического значения последних происходит разрыв цепей. На рис. 63 поведение механически нагруженных полимеров в растворе (быстрое перемешивание, продавли-вание через капилляры, течение через щели малых размеров, действие ультразвука и т. п.) схематически сравнивается с поведением пластифицированных полимеров. Из подобного представления процесса и описанных в специальной литературе экспериментальных данных вытекает, что механическое расщепление молекул в концентрированных растворах протекает при больших значениях молекулярного веса и пониженных критических сдвиговых напряжениях. В случае гетерогенных полимеров разрываются преимущественно более длинные цепи. При действии на полимер постоянного сдвигового напряжения процесс деструкции развивается до момента полного разрыва всех неразорвавшихся связей, в результате чего появляются макро-молекулярные фрагменты критической длины. Исследование положения отдельных цепей показало, что их можно разложить до фрагментов, длина которых равна длине фрагментов, полученных при каждом акте разрыва (т. е. больших, чем фрагменты критической длины).[6, С.107]

При температурах, превышающих температуру релаксационного перехода и соответствующих появлению подвижности в слоях между ламелями, могут наблюдаться межламелярный сдвиг и соответствующее падение модуля. Если растягивающее усилие действует вдоль направления Ъ, возникновение сдвиговой деформации затруднено, так как плоскости ламелей располагаются приблизительно параллельно оси Ъ. Следовательно, выше область релаксационного перехода Еь > Еа ?& Ес, что и наблюдается экспериментально. Результаты для листов с осевой симметрией объясняют аналогичным образом, принимая во внимание тот факт, что плоскости ламелей образуют углы 35—40° с направлением вытяжки и распределены по конической поверхности вокруг этой оси. При приложении растягивающего усилия параллельно направлению вытяжки максимум напряжения сдвига соответствует направлению, приблизительно параллельному всем ламе-лярным плоскостям. Приложение растягивающего усилия под углом 90° дает максимум сдвигового напряжения в направлении, параллельном только некоторым плоскостям ламелей. Это соответствует экспериментальным данным, согласно которым выше области релаксационного перехода ?'0<С ^до-Сравнительное, изучение вязкоупругих свойств таких образцов, проведенное Стакурским и Уордом [30], подтвердило сделанные выше выводы, а анизотропия фактора потерь tg б позволила провести строгое отнесение наблюдаемых релаксационных явлений к различным молекулярным процессам. Это уже обсуждалось в гл. 8. Данные, приведенные на рис. 8.20, свидетельствуют о том, что в области температур от —50 до 100 °С наблюдаются два релаксационных процесса с сильно различающейся анизотропией: межламелярная сдвиговая релаксация и сдвиговая релаксация вдоль оси с.[3, С.244]

Рис. 3. Зависимость сдвигового напряжения от скорости сдвиговой деформации при течении резиновой смеси на основе СКН-40, содержащей 45 мае. ч. ТУ К354: /—ТУ К354; 2 — ТУ К354+5 мае. ч. шлама; 3 — ТУ К354+10 мае. ч. шлама[9, С.54]

Теоретические предпосылки для экспериментальной оценки кинетической гибкости разработаны недостаточно. Качественные выводы можно сделать из результатов исследования зависимости характеристической вязкости раствора от сдвигового напряжения в потоке. С увеличением градиента скорости потока в вискозиметре характеристическая вязкость полимера в растворе уменьшается. В ламинарном потоке с ростом градиента скорости асимметричные по форме молекулы ориентируются так, что направления длинных осей совпадают с направлением потока. При этом уменьшаются средние относительные скорости, с которыми поток растворителя омывает молекулы, что ведет к уменьшению вязкости раствора. Этот эффект частично компенсируется деформацией асимметричных молекул (растяжение) -в потоке, в результате чего вязкость увеличивается.[10, С.405]

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



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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
2. Северс Э.Т. Реология полимеров, 1966, 199 с.
3. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
4. Вендорф Д.N. Жидкокристаллический порядок в полимерах, 1981, 352 с.
5. Привалко В.П. Справочник по физической химии полимеров том 2, 1984, 330 с.
6. Симионеску К.N. Механохимия высокомолекулярных соединений, 1970, 360 с.
7. Роговин З.А. Физическая химия полимеров за рубежом, 1970, 344 с.
8. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
9. Красновский В.Н. Химия и технология переработки эластомеров, 1989, 140 с.
10. Липатов Ю.С. Справочник по химии полимеров, 1971, 536 с.
11. АбдельБари Е.М. Полимерные пленки, 2005, 351 с.
12. Уайт Д.Л. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины, 2006, 251 с.

На главную