Реология расплавов и растворов полимеров, страница 13

         Из изложенного ясно, что существует два основных режима деформирования: режим, при котором для достижения установившегося течения поддерживается постоянное значение напряжения  (режим τ=const). И режим постоянной скорости деформирования (режим γ˙=const).

Режим τ=const осуществляется, например, в капиллярных вискозиметрах, когда расплав полимера продавливается через металлический капилляр под определенным, заранее заданным постоянным давлением. Распространены также приборы, в которых полимер помещается между двумя пластинками, из которых нижняя неподвижна, а на верхнюю действует постоянная по величине сдвигающая сила. На граф.5 приведена кривая деформация – время, получающаяся в режиму τ=const. Внешний вид этой кривой аналогичен кривой развития ползучести, поэтому в дополнительных пояснениях не нуждается.

Величина необратимой деформации γ_н, развившейся к моменту t₂, может быть получена экстраполяризацией прямолинейного участка кривой на ось ординат. При этом величина высокоэластической деформации γ_эл, развившейся к моменту времени t₁ (выход кривой на прямолинейный участок), может быть рассчитана по разности γ_эл = γ - γ_н. такой способ разделения γ на γ_эл и γ_н приводит, однако, к большой ошибке в определении γ_н, особенно в тех случаях, когда γ_эл очень велико. Для более точного определения γ_н образец разгружают и дают ему отрелаксировать. Остаточная деформация, как показано на граф.   , и принимается за истинное значение γ_н.

Режим γ˙=const осуществляется обычно в ротационный вискозиметрах, в которых расплав помещается между двумя металлическими поверхностями, из которых одна вращается с постоянной скоростью. Кривые τ – время приведены на граф.6.

Особенностью деформирования в режиме γ˙=const является то, что скорость деформирования γ˙₂ может оказаться выше, чем скорость разрушения значительной части узлов флуктуационной решетки. Эти узлы могли бы быть разрушены при том напряжении, которое развивается в полимере, но если скорость деформации велика, то они просто не успевают разрушиться. В результате напряжение продолжает возрастать, и лишь при τ=τ_max время релаксации уменьшается под действием напряжения настолько, что разрушение сетки успевает произойти при данной скорости деформации. Разрушение структуры в такой перенапряженной системе приводит к резкому падению напряжения от величины τ_max до τ_н - напряжения сдвига в установившемся режиме течения. Если скорость сдвига невелика (γ˙₁ на граф.6), то напряжение сдвига монотонно возрастает вплоть до перехода к установившемуся течению. При достаточно больших значениях γ˙ величина τ_max может превышать τ_н в 1,5 – 2 раза.