Пластическая и общая деформация полимеров

Деформация полимеров в вязкотекучем состоянии носит необратимый характер и называется пластической.

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 жидкости. Они могут находиться, как твердые тела, в стеклообразном, кристаллическом и высокоэластическом, а как жидкости, – в вязкотекучем состояниях.

Для каждого состояния под влиянием напряжения характерна определенная преобладающая деформация.

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

Дата добавления: 2014-01-03