Efectuat evident că polimerii mari de deformare reversibilă (adică, capacitatea de a manifesta o elasticitate ridicată) nu sunt întotdeauna avantaj pentru materiale structurale, și în acele cazuri în care materialul polimeric trebuie administrat o formă specifică. Forma dorită a produsului este cel mai bine conservat atunci când deformarea topiturii (sau soluție) a polimerului cu adevărat ireversibil, adică este o deformare a unui flux vâscos. Prin urmare, aproape toate metodele de procesare a polimerului în produse (de la anvelope și finisarea fibrelor și filmelor) se bazează pe transferul de polimer la o stare plastică și îi conferă o formă este într-o stare în care toate deformarea polimer sau o mare parte este ireversibilă.
Filiala științei care studiază curgerea lichidelor, în care, împreună cu viscozitatea, există și o deformare reversibilă, se numește reologie din cuvântul grecesc "reo", ceea ce înseamnă "curgere", "scurgere".
Dacă deformarea polimerului este dominată de o deformare ireversibilă, înseamnă că polimerul este într-o stare care curge în stare vâscoasă. Dacă polimerul fără descompunere (degradarea termică) nu poate fi transformat într-o stare de flux vâscos, atunci acesta este mai întâi dizolvat înainte de prelucrare și apoi, după formare, solventul este îndepărtat. Astfel sunt procesate polimerii, care servesc ca lacuri și acoperiri protectoare; foarte des această metodă este utilizată în producția de fibre și filme.
Comportamentul reologic al polimerilor și soluțiile lor este determinată nu numai de temperatura, ci și natura polimerului, greutatea moleculară și distribuția greutății moleculare (MWD), precum și de stres și de forfecare rata la care soluția sau în interiorul topiturii. Prin urmare, nu se poate caracteriza proprietățile reologice ale unui polimer cu o singură valoare, de exemplu, prin viscozitate. Pentru caracterizarea comportamentului reologic al polimerului este posibilă numai prin stabilirea tensiunii de dependența ratei de viscozitate sau de forfecare și în timp ce primesc curbele de curgere.
Din acest punct de vedere, cel mai simplu caz este atunci când tensiunea de forfecare în polimer este proporțională cu viteza de forfecare (curba 1, fig. 34). Cu o creștere a efortului de forfecare, rata de forfecare crește proporțional:
Expresia (41) este legea lui Newton, unde # 964; - tensiunea la forfecare în N / m 2. # 965; - viteza vitezei în s -1. și <951; 0 este coeficientul de proporționalitate între tensiune și viteza de forfecare, numit coeficientul de vâscozitate sau pur și simplu vâscozitatea și având dimensiunea H s / m 2 (de asemenea poise).
Curba 1 din figura 34 este, prin urmare, cea mai simplă curbă de curgere. Puteți obține acest lucru în modul următor. Să ne imaginăm un anumit volum de lichid închis între două planuri paralele (fig.35), de exemplu, o picătură de glicerină între plăcile de sticlă. Lăsați forța F să acționeze pe placa superioară; Apoi, pentru fiecare metru pătrat al zonei plăcii A, m 2, acțiunea de forfecare acționează # 964; N / m 2. Sub influența forței de forfecare, placa se va deplasa la o distanță # 8710; L. Intensitatea schimbării depinde, bineînțeles, de distanța dintre plăci. În cazul în care L = 1cm, apoi la o distanță între plăcile L0 = 1m, schimbarea este în general dificil de observat și la o distanță L0 = 1mm, deformarea forfecării este enormă. Prin urmare, tulpina de forfecare relativă # 947; = # 8710; L / L0. și viteza de deformare a forfecării # Dt = d # 947; / dt are dimensiunea c -1. ca raport între o unitate de timp a unei cantități fără dimensiuni # 947; Prin creșterea stresului de forfecare și măsurarea vitezei sale, se poate construi curba 1 din Fig. 34.
Fig.34 Diferite tipuri de curbe de curgere (curbe reologice): dependența vitezei de forfecare v de forța de forfecare # 964;: 1 - pentru un fluid ideal Newtonian; 2 - pentru lichidul pseudoplastic; 3 - pentru un corp ideal din plastic; 4 - pentru corp imperfect din plastic; # 952; 3. # 952; 4 - limitele forfecării, respectiv corpului plastic, ideal și imperfect.
Fig.35 Diagrama de deformare a forfecării lichidului între plăcile plană paralele.
Acest tip de curbă de curgere este caracteristic pentru polimerii cu o distribuție îngustă a greutății moleculare și este relativ rar în prelucrarea polimerilor.
În general, odată cu creșterea de forfecare crește rata de curgere de stres mai rapid decât rezultă din legea lui Newton (curba 2, Fig. 34). Polimerii, a căror comportare în timpul curgerii este descrisă de această curbă, se numesc fluide pseudoplastice. Este ușor de înțeles că accelerarea fluxului, așa cum arată curba 2, din cauza unor astfel de modificări în structura polimerului în fluxul de proces care conduce la o scădere a viscozității. Cu cât este mai mare forța de forfecare, cu atât este mai mică vâscozitatea (curba 2, figura 35). Scăderea vâscozității cu creșterea efortului de forfecare se numește o anomalie a vâscozității. iar valoarea vâscozității, în funcție de tensiunea de forfecare, este o vâscozitate eficientă.
Vedem că pentru majoritatea polimerilor (soluții sau topi) viscozitatea nu poate da o idee despre proprietățile reologice; în aceste cazuri este necesară obținerea unei curbe complete de curgere, adică dependența vâscozității (sau a vitezei de forfecare) de efortul de forfecare.
Fig. 35 Diferitele tipuri de dependență de vâscozitate de tensiunea de forfecare a polimerului, ale cărei curbe sunt prezentate în Fig. 1 - Fluid noutonian; 2 - lichid pseudoplastic; 3 - corpul plastic ideal; 4 - corp plastic real (imperfect).
Atunci când este administrat de umplutură (în special fibros) de umplutură sub formă de particule de polimer formează structuri cu lanț cum ar fi conectarea unui cadru spațial cu elasticitate considerabilă. La aplicarea stresului la forfecare astfel de sisteme nu curg inițial, adică. E. forfecare crește stres, iar viteza de curgere este zero, așa cum se arată în Fig. 34, curbele 3 și 4. Există un efort de curgere, după care sistemul funcționează fie ca fluid Newtonian sau non-newtoniană ca (curbele 3 și 4). Polimerii, debitul în care începe la orice tensiune de forfecare, se numește viscoză; polimerii care posedă stresul final de forfecare sub care fluxul nu apare, se numește plastic.
Articole similare
-
Măsurarea presiunii arteriale asupra arterei brahiale - stadopedie
-
Studiul reliefului, utilizarea și schimbarea acestuia - stadopedia
Trimiteți-le prietenilor: