27.Реологические свойства термореактивных материалов.

Наибольшее распространение для оценки реологических свойств реак­топластов получил метод ротационной вискозиметрии. На рисунке приведе­ны типичные зависимости по оценке вязкостных свойств реактопластов, полученные по методу Канавца:

- времена пластичного состояния при соответ­ственно.

- времена отверждения при заданном напряжении сдвига и различных температурах.

На кривых выделяются два характерных участка: постоянства вяз­кости и ее последующего роста во времени за счет протекания в распла­ве химических реакций отверждения. Температура при этом влияет на вязкостные свойства реактопластов двояко: с одной стороны вязкость расплава на участке уменьшается с ростом температуры по уравнении:

(83)

а с другой стороны, с ростом температуры происходит повышение скорости реакции отверждения, согласно уравнению:

(84)

Поскольку величина в несколько раз больше температурного коэффициента вязкости , последнее накладывает су­щественные ограничения на способ снижения вязкости расплава за счет повышения температуры, а также величину температурного диапазона осуществления процессов пластификации и впрыска расплава в форму при литье под давлением. Для выяснения характера течения реактопластов необходимо проведение реологических измерений в ши­роком диапазоне изменения , с учетом особенностей состава и структуры материала. Для оценки кинетических закономерностей про­цесса отверждения термореактивных материалов чаще всего используют пластометрический метод, но применяют и термомеханический, хроматографический, ИК-спектроскопию и др.

Величина напряжения сдвига при заданной скорости деформации и температуре на стадии отверждения в некоторый момент вре­мени может быть определена по формуле:

(85)

где - напряжение сдвига в начальный момент времени (на участке постоянства вязкости);

- максимальное напряжение сдвига на стадии отверждения;

- параметр, зависящий от свойств олигомера и температуры;

- время от начала до максимума на временной зависимости скорос­ти отверждения.

Сочетание высокой скорости отверждения при температурах полу­чения изделий с низкой вязкостью и определенным временем пластич­ного состояния при температурах пластикации – необходимое условие при создании литьевых термореактивных материалов.

Наибольший интерес при исследовании режимов деформирования реактопластов представляет реализация процесса течения в капиллярном вискозиметре, так как его геометрия и задаваемые режимы наиболее близки к реальным условиям переработки материалов литьем под давле­нием и литьевым прессованием.

Реологические свойства наиболее распространенных в промышлен­ности олигомеров различного химического строения, а также их раст­воров, используемых при получении термореактов, определяются на капиллярных и ротационных олигомерах в заданных условиях деформиро­вания являются ньютоновскими жидкостями (рисунок).

1 - феноланилиноформальдегидный

2 - новолачный фенолформальдегидный

3 - эпоксиноволачный олигомеры

Поэтому аномальный характер течения расплавов реактопластов опреде­ляется наличием в системе наполнителя (его удельной поверхностью и объемным содержанием), особенностями его взаимодействия со связую­щим (активностью наполнителя), а также степенью отверждения исходно­го связующего в ходе получения реактопластов (при вальцевании или сушке) и при их пластикации. Вязкость расплавов реактопластов при температурах переработки зависит не только от , но и от степени наполнения и времени химической реакции отверждения.