24.Дробление поверхности экструдата (“эластическая турбулентность”).

Наблюдая за истечением полимера из насадки круглого или прямо­угольного сечения, можно заметить, что при некотором значении форма струи нарушается, и на ее поверхности появляются вмятины и утолщения, что связывают с началом неустойчивого течения. Для описа­ния этого эффекта в литературе применяют различные термины: “матовость”, “акулья кожа”, “поверхность бамбука”, “винт” и др. Эластическая турбулентность возникает вследствие развития в потоке больших эластичес­ких деформаций. При этом различают два механизма ее:

1. Пульсация на входе;

2. Ориентация пристенных слоев расплава, вызывающая частичную кристаллизацию (стеклование) и приводящая к периодическому проскальзыванию.

Эти механизмы проявляются внешне по разному. Способы увеличения :

а) установка конического диффузора на входе в канал уменьшает абсо­лютные размеры дефектов, что дает возможность повысить предельное , при котором качество струи еще удовлетворительное; поскольку соответствует участку кривой течения с ярко выраженной анома­лией вязкости, незначительный рост вызывает существенное возрастание .

б) повышение расплава, приводящее к снижению , при сохранении практически неизменным релаксационного модуля, что в конечном сче­те приводит к .

Второй механизм возникновения эластической турбулентности реализуется когда в пристенном слое расплава настолько велика, что за счет возникновения ориентационной кристаллизации вязкое течение в пристен­ных слоях прекращается и начинается локальное проскальзывание материа­ла на стенке капилляра. На кривых течения при этом наблюдается ярко выраженный скачок.

Момент появления дефектов, обусловленных проскальзыванием материала в пристенном слое, совершенно не зависит от конфигурации входа в капилляр. Исчерпывающее теоретическое рассмотрение причин возникновения эластической турбулентности до сих пор отсутствует.

Лекция № 8.

25.Экспериментальные методы изучения реологических свойств расплавов полимеров.

Наиболее важным реологическим показателем свойств полимеров является зависимость , называемая кривой течения или реограммой.

Реологические методы и приборы делятся на интегральные (опреде­ляющие суммарный эффект течения) и дифференциальные (позволяющие наблюдать непосредственно за изменением во времени при течении). По характеру кинематики их делят на:

а) приборы с одномерным течением и однородным полем скоростей сдвига (плоскопараллельные сдвиговые пластомеры, ротационные виско­зиметры);

б) приборы с одномерным течением и неоднородным полем (капиллярные вискозиметры, дисковые реометры, шаровые реометры).

По величине реализуемой их можно разделить на:

а) приборы с неограниченной (все вискозиметры ротационного типа, в которых реализуется течение по кольцу или по кругу);

б) приборы с ограниченной (капиллярные вискозиметры и плос­копараллельные пластомеры).

Все существующие приборы могут работать в трех основных режимах:

а)

б)

в) с переменным заданным законом изменения скорости деформации (или направления сдвига).

Режим реализуется у большинства ротационных вискози­метров (задается скорость вращения одной из сопряженных поверхностей: ротор, конус, цилиндр и регистрируется необходимый для вращения крутящий момент) это достигается на некоторых капиллярных вискозимет­рах, когда задается величина скорости перемещения поршня (объемный расход) и регистрируется действующая при этом сила.

Режим реализуется в капиллярных вискозиметрах, работающих в режиме постоянного давления (газовые, грузовые, экструзионные) и некоторых ротационных, у которых привод рабочего органа осуществляется посредством системы падающих грузов, а также всех плоскопараллельных пластометрах. Регистрируется конечная деформа­ция за определенный промежуток времени.

Третий режим, режим с заданным законом изменения скорости дефор­мации реализуется в ряде ротационных вискозиметров, ротор которых совершает гармонические колебания, незначительно (3-5°) отклоняясь от среднего положения. Режим с заданным изменением реализован на автоматическом капиллярном вискозиметре АКВ-5, в котором величина силы, действующей на поршень, является функцией его смещения.

При выборе метода исследования реологических свойств необходимо учитывать условия, в которых исследуемый материал находится при переработке.