
- •Прийняті позначення
- •Лекція 1
- •Історичний огляд розвитку переробки пластмас
- •1.1. Методи при здійсненні яких протікають однакові фізичні перетворення (екструзія, каландрування, лиття під тиском) та обладнання для їх здійснення.
- •1. Огляд технологічних процесів та обладнання в переробці полімерів
- •2. Аналіз процесів переробки полімерів із позицій елементарних стадій
- •2) Плавлення; 3) перекачування матеріалу і створення тиску; 4) змішування;
- •5) Дегазація та розділення.
- •Основні поняття реології
- •Аксіоми реології полімерів
- •Напруження
- •Напруження зсуву
- •Швидкість зсуву
- •Накопичення та дисипація енергії
- •Деформація. Основні види деформації
- •Пружна деформація. Пружність
- •Пластична деформація
- •В’язкість. В’язка течія
- •В’язка течія
- •Види течії
- •Класифікація реологічних рідин
- •Реологічні моделі полімерних систем
- •1. Модель Кельвіна-Фойгхта
- •Релаксаційний спектр
- •4. Модель Каргіна-Слонімського
- •Криві течії
- •Вплив температури та тиску на реологічні властивості полімерів
- •1. Вплив температури на реологічні властивості полімерів.
- •2. Вплив тиску на в’язкість полімерів.
- •В’язкість полімерів. Методи визначення в’язкості
- •2. Методи визначення в’язкості.
- •3. Реологічні випробування термопластів
- •Віскозиметрія полімерів
- •Капілярна віскозиметрія
2) Плавлення; 3) перекачування матеріалу і створення тиску; 4) змішування;
5) Дегазація та розділення.
ІІ – формування: 6) екструзія; 7) формування і заливка; 8) каландрування і нанесення покриття; 10) оболонкове формування.
ІІІ – завершальні стадії: механічна обробка, склеювання, друк.
Вихідна сировина підготовляється до формування, проходячи через серію елементарних стадій. Ці елементарні стадії можуть передувати формуванню або здійснюватися одночасно з ним. Під час цих стадій і після них відбуваються структурні перетворення. Також, можуть бути потрібні оздоблювальні операції (нанесення написів, оздоба і т.д.), які виконуються після формування готових виробів.
Лекція 3.
Основні поняття реології
План лекції
1. Реологія, як наука про течію матеріалів.
1.1. Значення та завдання реології.
1.2. Граничні реологічні рівняння стану.
1.3. Аксіоми реології полімерів.
2. Основні поняття реології.
2.1. Напруження.
2.2. Напруження зсуву.
2.3. Швидкість зсуву.
2.4. Накопичення та дисипація енергії
2.5. Деформація. Основні види деформації
2.5.1. Пружна деформація. Пружність
2.5.2. Пластична деформація
2.5.3. В’язкість. В’язка течія. Види течії
Реологія – розділ механіки, який вивчає течію. Це наука, яка вивчає внутрішню реакцію матеріалу на прикладену силу.
Знання реології полімерів має велике значення для спеціалістів з переробки полімерних матеріалів, оскільки переробка полімерів в значній мірі залежить від реологічних властивостей розплавів полімерів. Ці властивості необхідно знати для розрахунку елементів технологічного обладнання – екструдерів, литтєвих машин, каландрів і т.д., а також для оптимізації процесів переробки.
Реологічні властивості матеріалів розміщених між властивостями двох крайніх найпростіших середовищ: ньютонівської рідини (вода) та гуківського твердого тіла.
Реологія полімерів – наука, яка вивчає деформаційні властивості полімерних матеріалів та розглядає усі типи полімерних систем – від склоподібних полімерів до розбавлених розчинів, хоча у вузькому розумінні термін “реологія” відноситься тільки до текучих систем (від грецького слова - текти).
Основне завдання реології – визначення залежностей між напруженнями, деформаціями та їх змінами в часі (реологічних рівнянь стану). Граничними реологічними рівняннями стану є:
для твердих речовин – закон Гука:
,
(3.1.)
де
- одноосне напруження розтягу;
- модуль Юнга (модуль пружності);
- відносна деформація;
для рідин – закон Ньютона:
,
(3.2.)
де
- напруження;
- в’язкість;
- швидкість деформації зсуву.
Аксіоми реології полімерів
Перша аксіома:
Під дією всесторонньо рівномірного (ізотропного) стиску всі матеріальні тіла ведуть себе однаково – як ідеально пружні тіла.
За допомогою деформації ізотропного стиску, при якій не проявляється різниця в реологічних властивостях тіл, формування виробів з розплавів є неможливим. Переробка полімерів у вироби супроводжується деформаціями, які змінюють форму тіла. При цьому спостерігається різниця в реологічних властивостях.
Друга аксіома:
Будь-який матеріал має набір всіх реологічних властивостей, до основних з яких відносяться:
пружність;
пластичність;
в’язкість;
міцність.
Таким чином, в кожному тілі, в залежності від його стану і умов навантаження, в тій чи іншій мірі проявляються всі реологічні властивості.