химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)

Автор главный редактор В.А.Каргин

силами, что связано с уменьшением числа и прочности межмолекулярных контактов («зацеплений»). Для описания В. а. предложено большое число эмпирич. и теоретич. формул, из к-рых для расчетных целей наиболее широко применяют «степенной закон» или его обобщения в виде различных полиномов, а также формулу Эйринга и др. (см. Реология). Явление В. а. в полимерных системах связано со всем комплексом их механич. свойств, из к-рых особое значение имеют явления изменения релаксац. характеристик и развития высокоэластич. деформаций, сопровождающие уменьшение эффективной вязкости при возрастании напряжений сдвига.

Изменение структуры полимерных систем, являющееся внутренней причиной В. а. и сопутствующих эффектов, происходит во времени, вследствие чего все эти явления имеют тиксотропный характер. По мере развития деформации происходит постепенно углубляющееся разрушение исходной структуры системы; этот процесс завершается выходом на режим установившегося течения, к-рому отвечает динамич. равновесие процессов восстановления и разрушения структурных связей. Поэтому В. а., экспериментально оцененная при различных скоростях и напряжениях сдвига, характеризует конечные (предельные) степени тиксотропного разрушения структуры, реализуемые при данных механич. и темп-рных условиях деформирования. Кривая течения в области структурной вязкости описывает совокупность таких предельных состояний полимерной системы при различных напряжениях. При этом области наибольшей ньютоновской вязкости отвечает течение с условно неразрушенной структурой (точнее — структурой, изменения в к-рой не удается зафиксировать вис-козиметрич. методами), а области наименьшей ньютоновской вязкости — течение системы с полностью разрушенной структурой, так что дальнейшее возрастание напряжения уже не может привести к еще более глубоким структурным превращениям.

Лит.- Р е й и е р М., Деформация и течение, пер. с англ ,

М . 1963, с. 248. А Я. Малкин.

ВЯЗКОСТЬ полимеров (viscosity, Viskositat, viscosite) — свойство полимерных систем, находящихся в вязкотекучем состоянии, оказывать сопротивление необратимому изменению формы образца.Количественно это свойство характеризуется коэффициентом вязкости, обычно наз. просто вязкостью г). Размерность В. [L-1MT-1]; единица В. в системах СИ и МКС — ньютон-секунда на квадратный метр [н-сек/м2), в системе СГС — пуаз (пз) [1 из= = 0,1 н-сек/м2]. Обычно под В. понимают коэфф. пропорциональности между напряжением т и скоростью деформации у в режиме установившегося течения, т. е,

т|=т/у. Это определение применяют, когда: 1) n=const и не зависит от условий деформирования, т. е. от т или

у; 2) г) зависит от у (см. Вязкости аномалия); 3) для переходных режимов деформации, когда инерционными эффектами можно пренебречь и из полной скорости деформации вычитается скорость развития высокоэластич. деформации. Большинство экспериментальных методов измерения г) сводится к независимому определению в опыте т и у. Наиболее просто это осуществляется при

течениях через капилляр или в ротационных приборах (см. Вискозиметрия).Работа сил вязкого сопротивления при течении полимерных систем приводит к рассеянию анергии, к-рая переходит в тепло. Поэтому за меру В. можно принимать интенсивность этого процесса при сопоставимых условиях деформации.

Для полимеров особенно необходимо строгое разделение в эксперименте полной деформации на необратимую деформацию течения и обратимую (высоколласти-ческую) деформацию, определяющую упругие свойства текучего полимера. Значение г) определяется скоростью только необратимой деформации. Большинство работ по измерению и полимерных систем выполнено в условиях сдвиговой деформации. Однако для полимеров важное значение имеет также метод измерения В. при растяжении Г|Р. Этот метод моделирует условия переработки полимеров в волокна и пленки и в нек-рых случаях (особенно при очень высоких значениях В. вблизи темп-ры стеклования) измерение с его помощью выполняется проще, чем при сдвиговых деформациях. В простейшем случае — в области, где механич. свойства несжимаемой жидкости описываются линейными ф-циями, г)р = 3г) (закон Трутона), но при повышенных скоростях деформации наблюдаются отклонения от этого простейшего соотношения, связанные с возрастанием т|р и убыванием п при высоких напряжениях.

Для полимерных систем типичны значения п от десятых долен н-сек/м2 (долен пз) для очень разб. р-ров

полимеров в низкомолекулярных жидкостях до 1 Тн-сек'м2 (1013 пз) для полимеров, переходящих в стеклообразное состояние. Вязкость р-ра полимера зависит не только от его концентрации, но и при прочих равных условиях от природы растворителя (рис.).

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 личных растворителях (по А. А

1 Концентрация политра (по массе), Тагер с соавт.)" а — четырех? дот хлористый углерод; б — циклогексан, в — изооктан.

В. типичных расплавов полимеров, встречающаяся в практике их переработки в изделия, лежит в диапазоне от десятков н-сек/м2 (сотен пз) для полиамидов, поли-этилентерефталата и др. до 1 —100 кн-сек/м'2 (104— 10е пз) для полиэтилена, полипропилена, полистирола и даже До 100 Мн-сек/м2 (10* пз) для несшитых каучуков. В полимергомологич. ряду В. может изменяться в очень широких пределах. Так, в промышленных масштабах выпускаются полиэтилены, В. к-рых различается более чем в 200 раз. В аналогичных пределах изменяется В. расплавов промышленных марок полипропилена. При возрастании В., происходящем прежде всего вследствие увеличения мол. массы полимера, меняются рекомендуемый способ и режим переработки в области промышленного применения. В. на практике легко регулируется изменением темп-ры. Так, В. расплава полиэтилена снижается почти в 10 раз при повышении темп-ры на 60—80 °С.

В современной технологич. практике для оценки вязкостных свойств полимерных композиций применяют различные условные показатели, отвечающие измерению вязкости в определенных, строго регламентированных условиях (темп-ра и режим деформации), позволяющих наиболее легко производить оценку текучести и моделирующих реальный процесс переработки полимера. Для термопластов наиболее широко принято измерение индекса расплава, к-рый представляет характеристику текучести, измеренную методом капиллярной вискозиметрии при строго определенных темп-ре (различной для разных полимеров) и напряжении сдвига. Кроме того, для оценки вязкостных свойств термопластов, перерабатываемых методом литья под давлением, измеряют, на какую глубину затекает расплавленный полимер в спиральный канал стандартной формы. Этот показатель, измеряемый при различных давлениях и темп-рах литьевого цилиндра, служит для характеристики технологич. свойств материала. Для невулканизоваиных каучуков и резиновых смесей широко распространен метод оценки их вязкостных свойств путем измерения вязкости по Муни (см. Пласто-эластические свойства). С помощью всех этих и др. промышленно-технологич. методов оценки вязкостных свойств полимерных композиций измеряется одно произвольно выбранное значение эффективной вязкости при нек-рых скорости и напряжении сдвша. Однако полная характеристика вязкостных свойств полимерных систем м. б. получена только при измерении зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига в очень широком диапазоне изменения этих параметров (см. Вискозиметрия).

В. полимеров, как и любых других жидкостей, определяется их молекулярной структурой. Количественно это выражается зависимостью ц от относительного свободного объема FCB. Эта концепция основана на предположении, что текучесть (величина, обратная В.) прямо пропорциональна Усв. Более точное соответствие с экспериментом достигается, если предположить, что с ростом FCB текучесть возрастает экспоненциально. Независимое экспериментальное определение свободного объема, оправдывающее целесообразность использования этого понятия для вычисления т|, связано с предположением о том, что FCB при нек-рой темп-ре Т представляет собой разность между истинным объемом тела и тем гипотетич. объемом, к-рый бы занимало вещество, температурный коэфф. объемного расширения к-рого равен температурному коэфф. объемного расширения полимера в стеклообразном состоянии. То1да, если при темп-ре стеклования Тс относительный свободный объем полимера равен Vc (как правило, Fc близок к 0,025), то при нек-рой темп-ре Т выполняется соотношение FCB=Fc-r-Aa(7T— Тс), где Да — разность температурных коэфф. объемного расширения выше и ниже Тс. Для очень многих полимерных систем справедливо усредненное («универсальное») значение Да=4,8х Х10-4°С-1. С помощью концепции свободного объема устанавливают количественную связь между В., с одной стороны, и чемп-рой, давлением и содержанием полимера в системе — с другой.

Однако с физич. точки зрения в понятии свободного объема содержится неопределенность, связанная с невозможностью его вычисления для любых систем (кроме сжиженных газов), исходя из данных по межмолекулярным взаимодействиям. В случае полимерных систем положение осложняется анизотропией взаимодействий в системе, а также тем фактом, что в р-рах и расплавах существуют более или менее упорядоченные ассо-циаты и элементарные акты течения осуществляются не только на молекулярном, но и на надмолекулярном уровне Поэтому молекулярная теория пока не может предложить подходящую потенциальную функцию взаимодействия, необходимую для количественного описания молекулярно-кинетич. процессов, происходящих при течении полимерных систем. Следовательно, несмотря на практич ценность, понятие о свободном объеме как факторе, определяющем В. полимеров, носит качественный характер.

Другой подход к физич. трактовке В. полимеров, заложенный в работах Я. И. Френкеля и Г. Эйринга, рассматривает течение как кинетич. процесс, происходящий при данных условиях с определенной скоростью. Отсюда следует возможность применения понятий теории абсолютных скоростей реакций к описанию вязкости и ее зависимости от основных параметров процесса. При этом элементарный акт течения рассматривается как переход молекулярно-кинетич. единицы, совершающей этот акт, из одного равновесного положения в другое

страница 153
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)" (15.84Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы экселя и 1с
новая рига дом у воды
Lodge интернет магазин
шкафчики в группе желтые и бирюзовые для дет сада

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)