25.11.2002
Вязкотекучее физическое состояние полимера
Аналог расплавленного состояние для НМС, но расплавы полимеров обладают высокой вязкостью, вследствие этого, это состояние не совсем правильно называть просто жидким.
Текучее состояние характеризуется способностью к развитию необратимых деформаций, обусловленных взаимными поступательными движениями частиц молекул целиком (при вязкотекучем состоянии, свободно движуться только отдельные сегменты молекул, а в целом, она и её концы неподвижны).
Реология
Наука, изучающая механические свойства текучих систем (расплавов, растворов).
Реология полимеров устанавливает взаимодействия и взаимосвязи между напряжениями, деформацией, скоростью развития деформации при различных температурах, режимах деформирования для текучих полимеров различного химического строения и молекулярной массы.
Знание таких закономерностей необходимо для создания и совершенствования процессов переработки полимеров (формование из расплавов и растворов). Основными методами переработки пластмасс являются прессование, литьё под давлением, экструзия, каландрирование (переработка системой волков), вакуум и пневмо формование.
Во время переработки полимеров этими методами, последние предварительно нагреваются и переходят вязкотекучее или высокоэластичное состояние. При этом, происходит формование изделий и фиксация его формы. Придание формы осуществляется за счёт действия внешней силы на полимер, которая вызывает развитие в нём деформаций.
Знание закономерностей деформирования полимера необходимо для получения изделий с необходимыми эксплуатационными свойствами.
Длинноцепное строение полимеров определяет особенности их течения:
1. Жидкие полимеры имеют высокую вязкость, значение которой колеблется от нескольких тысяч до 1010 Па·с, поэтому, полимеры и называют вязкотекучими, вязкость полимеров возрастает с ростом ММ
2. При силовом воздействии в их расплавах возникают одновременно три вида деформаций: упругая (характерная для любого твёрдого тела), пластическая (присущая обычным низкомолекулярным жидкостям) и высокоэластическая (характерна только для полимеров).
Текучие полимеры, в которых наряду с необратимой пластической деформацией, развивается вязкоупругая называются вязкоупругими.
Проявление высокоэластичности означает, что при течении происходит принудительное изменение конформаций макромолекул и числа контактов (физических связей) между ними, т.е., изменение структуры полимерной системы.
3. Механизм течения полимеров сложный. В зависимости от условий, может осуществляться перемещение отдельных участков цепей (сегментов), макромолекул в целом и даже их агрегат
Агрегат – связанные донорно-акцепторными и водородными связями молекулы полимера
4. Вследствие высокой вязкости растворов, для осуществления их течения необходимо применять высокие температуры и механические нагрузки. При этом возможно протекание механохимического крекинга макромолекул (образуются радикалы, которые и инициируют этот процесс). При механохимической деструкции возможно образование разветвлённых или частично сшитых структур, что может способствовать замедлению течения. Параллельно может протекать и механохимический крекинг (разрушение цепей), что ведёт к уменьшению ММ и, следовательно, к упрощению течения.
Деформации при течении полимеров
Под действием механических нагрузок на расплав полимера, вызывающих течение, наблюдается три вида деформаций: - простой сдвиг
- одноосное растяжение
- всестороннее сжатие
Схема деформации сдвига (рис. а) и часть иллюстрация части сил, действующих на элемент объёма текущего полимера (рис. б)
 |
09.12.2002
При течении расплава через канал максимальная скорость движения слоёв будет в центре потока. Скорость слоя расплава, соприкасающегося со стенкой будет равна нулю.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.