Молекулярное строение полимеров Пластическая и общая деформация полимеров

Пластическая и общая деформация полимеров

Деформация полимеров в вязкотекучем состоянии носит необратимый характер и называется пластической. Величину пластической деформации можно определить по формуле 

 

 

Графическая зависимость деформации от напряжения показана на рис. 30.

Вязкое тело и идеально пластичное тело имеют линейные зависимости. Для псевдопластичного тела наблюдается криволинейная зависимость, что объясняется наложением на деформацию течения высокоэластических обратимых деформаций.

Эластичность расплавов полимеров оказывает влияние на течение и определяет отличия реологического поведения полимеров от гидродинамики простых жидкостей. Перечислим основные формы проявления эластичности при течении полимеров. Аномалия вязкости является прямым следствием эластических        деформаций.

Эластичность в расплаве полимера, в отличие от низкомолекулярных жидкостей, приводит к постепенному нарастанию напряжения в соответствии с развитием эластических деформаций. В начальный момент в системе возникает напряжение больше, чем то, которое может быть обусловлено собственно сопротивлением вязкому течению. Это приводит к тому, что на экструдерах, вальцах и каландрах необходимо устанавливать более мощные моторы, чем это требуется для поддержания стационарного процесса течения в перерабатываемом материале.

При экструзии может наблюдаться искажение формы струи, что является следствием развития больших высокоэластических деформаций, которые приводят к скольжению полимера по стенкам капилляра и срыву струи (полимер теряет связь со стенками вследствие утери способности к сегментальному течению и выскакивает из канала, как пробка).

Эластические деформации, накапливающиеся при течении, релаксируют при выходе из капилляра или головки экструдера. Это приводит к сокращению струи. Если струя длинная, то сокращение ее длины незаметно; однако оно проявляется в «разбухании» струи, увеличении ее поперечного сечения по сравнению с сечением канала. Это явление называется высокоэластическим восстановлением, или Баррус-эффектом. Чем выше эластичность расплава, тем больше увеличивается диаметр струи. Это явление приводит к необходимости сложных расчетов диаметра отверстия, которое обеспечит получение профиля экструдата необходимого диаметра и формы.

Эластичность полимера снижают либо повышением температуры переработки, либо снижением молекулярной массы, либо рецептурными факторами, например, введением неэластичного наполнителя.

Итак, полимеры обладают свойствами твердого тела и вязкой жид-кости. Они могут находиться, как твердые тела, в стеклообразном, кри-сталлическом и высокоэластическом, а как жидкости, – в вязкотекучем                 состояниях.

 

Для каждого состояния под влиянием напряжения характерна определенная преобладающая деформация. Общая деформация складывается из суммы отдельных видов деформации :

 

Таким образом, кристаллические и аморфные полимеры имеют два вида деформации – упругую и пластическую, а высокомолекулярные аморфные – все три вида деформации. 


Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика