Лекция 5.10.23 Зависимость вязкости от молекулярной массы.

Полимер - высокомолекулярное соединение, имеет большую молекулярную массу. Не имеет точную массу, его М характеризуется молекулярно массовым распределением, что есть точная цифра +- разброс значения.

Вязкость зависит от молекулярной массы. Начиная с некоторого значения М - критическая М - на графике зависимости вязкости от М наблюдается излом, когда резко меняются свойства системы.

Достижение М критической связано с появлением в полимере простой сетки узлов зацепления между макромолекулами или перехлестов. Эти зацепления характеризуются слабым межмолекулярным взаимодействием, следовательно низким барьером. С увеличением М число узлов в сетке растет быстрее и зависимость по итогу отклоняется от линейной. При течении с большими скоростями сдвига в результате перемещения и ориентации макромолекул, а также увеличение числа узлов в сетке вязкость становится пропорциональной М. Значение М критическое слабо зависит от температуры, практически не зависит и является константой.

При М выше М кр проявляются все аномалия вязкости полимеров.

Аномалия вязкоупругого поведения проявляется в эффектах неустойчивой турбулентности скольжению материала в каналах(эластичнская турбулентность )нарушение установившегося течения ,пульсация потока ,искажения формы струи ,а также в эффекте раздутая струи полимера при выходе из канала Баррус эффект .

Эвеличения поперечного сечения экструдата по сравнению с поперечным сечением канала ,при увеличения тау при увеличении скорости сдвига данные эффекты усиливаются .

Чем больше молекулярно массовое распределение ,тем больше аномалия вязкости ,это связывают с тем что у полимеров ММР усиленные полидисперстные флутациионные структуры,вследствие чего в расплаве возрастает число узлов в сетке .

Сдвиговое течение сопровождаемое разрушением этих узлов определяет более сильное уменьшение вязкости у расплавов с широким ММР.

При течении таких полимеров низкомолекулярные фракции преимущественно располагаются у неподвижных поверхностей,а высокомолекулярные -за счет большой длинны цепи ,перемещаются в область течения с большими скоростями.

Таким образом увеличение содержания низкомолекулярных фракции в слоях подвергающихся интенсивному сдвигу ,облегчает течение расплава ,при это вязкость уменьшается не всей системы ,а только этих слоев-кажущиеся снижение вязкости .

Зависимость вязкости от давления

При увеличении давления возрастает плотность состава ,макромолекулы сближаются и возрастает межмолекулярное взаимодействие.P критическое в расплаве которого могут протекать процессы аналогичные кристаллизации и вязкость возрастает ,p критическая зависит от температуры расплава.Например для полиэтилена.При переработке одновременно происходят процессы сдвиговые процессы и сжатия .Поэтому Р критическая может уменьшаться в следствии ориентации макромолекул под действием сдвига .При Р меньше р критическая с учетом сжатия ,можно использовать уравнение .

Этой формулой пользуются для кристаллизацующихся компонентах .На практике можно использовать для получения изделии с особой кристаллической структурой ,ориентированной в направлении течением .

Влияние давления на вязкость для различных полимеров не одинакова ,особенно сильно изм вязкость у полимеров разветленных или имеющих громоздкие

боковые группы .Например: