Разрушение - расплав
Cтраница 3
Шулкен и Бой28 установили, что значение критического напряжения сдвига возрастает с уменьшением угла входа. Поэтому, используя комбинацию различных углов при переходе от канала большего диаметра к меньшему, можно таким образом избежать разрушения расплава. [31]
По их данным, степень расширения струи в зависимости от градиента скорости проходит через максимум, причем максимум расширения соответствует началу разрушения расплава. [32]
Более широкие возможности предоставляют экспериментатору такие приборы, как газовый капиллярный вискозиметр, впервые предложенный Берксом и Бэгли, грузовой капиллярный вискозиметр, экструзионный реометр Северса, а также капиллярный вискозиметр постоянных расходов, созданный Мерцем и Колвел - лом51 на базе стандартной испытательной машины инстрон. Начало разрушения расплава определяется на этом приборе по колебаниям напряжения, автоматически фиксируемым с помощью самописца. Этот прибор может также использоваться для измерения плотности расплава и зависимости удельного объема от давления. [33]
Более широкие возможности предоставляют экспериментатору такие приборы, как газовый капиллярный вискозиметр, впервые предложенный Берксом и Бэгли, грузовой капиллярный вискозиметр, экструзионный реометр Северса, а также капиллярный вискозиметр постоянных расходов, созданный Мерцем и Колвел-лом м на базе стандартной испытательной машины инстрон. Начало, разрушения расплава определяется на этом приборе по колебаниям напряжения, автоматически фиксируемым с помощью самописца. Этот прибор может также использоваться для измерения плотности расплава и зависимости удельного объема от давления. [34]
Более широкие возможности предоставляют экспериментатору такие приборы, как газовый капиллярный вискозиметр, впервые предложенный Берксом и Бэгли, грузовой капиллярный вискозиметр, экструзионный реометр Северса, а также капиллярный вискозиметр постоянных расходов, созданный Мерцем и Колвел-лом 51 на базе стандартной испытательной машины инстрон. Начало - разрушения расплава определяется на этом приборе по колебаниям напряжения, автоматически фиксируемым с помощью самописца. Этот прибор может также использоваться для измерения плотности расплава и зависимости удельного объема от давления. [35]
Торделлаэо указал, что существует различие между входо-вым разрушением расплава, наблюдаемым при течении разветвленного полиэтилена, и пристенным разрушением расплава в случае течения линейного полиэтилена. Он обнаружил, однако, что в обоих случаях неустойчивое течение начинается тогда, когда упругая деформация достигает примерно 500 %, и высказал предположение о том, что линейные макромолекулы перепутаны в большей степени, чем разветвленные, и поэтому они распутываются при больших деформациях, чем разветвленные. Следствием этого является то, что разрушение расплава при течении линейных полимеров не успевает происходить на входе в капилляр и начинается только внутри капилляра. [36]
Поскольку разрушение поверхности расплава происходит только при значениях скорости сдвига, равных или превышающих определенную критическую величину, добиться хорошего качества покрытия можно снижением скорости сдвига. В качестве одного из наиболее простых способов предотвращения разрушения поверхности может использоваться снижение вязкости путем повышения температуры расплава или замены материала на другой, с более высоким индексом расплава. При повышении температуры расплава снижается сопротивление течению и соответственно уменьшаются давление и напряжения, что предотвращает разрушение расплава даже при высоких скоростях сдвига. [37]
Возможно, что это связано с наличием различных механизмов данного явления. Как правило, все те причины, которые приводят к увеличению напряжений сдвига, способствуют возникновению разрушения расплава. К числу таких причин относятся возрастание скорости сдвига, понижение температуры ( при постоянной скорости сдвига) и увеличение молекулярного веса. [38]
 |
Расчетные значения скорости сдвига. [39] |
Результаты экспериментов позволили точно определить значения критических скоростей сдвига для данного угла сужения. Ранее было показано2, что чем меньше угол при вершине конуса, тем более высокие скорости сдвига допустимы без разрушения расплава. Измерения авторов данной статьи подтверждают этот вывод. [40]
По-видимому, оно обоснованно и для большинства полимерных расплавов, которые представляют собой вязкоупругие жидкости почти при всех условиях течения. Он использовал для наблюдений частицы гель-фракции, введенные в расплав полиэтилена, и изучал условия течения вблизи стенки. Часть этих наблюдений ден Оттер интерпретировал как артефакты, возникшие из-за несовершенства экспериментальной системы и больших размеров трассеров. Проскальзывание на стенке может наблюдаться также при высоких скоростях течения в области разрушения расплава ( см. гл. В любом случае, особенно при скоростях ниже области разрушения расплава, используют условие прилипания. [41]
Снять полную реологическую кривую течения, особенно третью ветвь, для расплава полимеров очень трудно. При больших скоростях сдвига, необходимых для вывода расплава на второй режим ньютоновского течения, происходит интенсивное тепловыделение. Количество выделившегося тепла пропорционально квадрату скорости сдвига. В большинстве случаев высокие напряжения сдвига по абсолютному значению превышают сдвиговую прочность расплава, поэтому задолго до выхода на третью ветвь кривой происходит разрушение расплава. Кроме того, большие скорости сдвига могут вызвать турбулентность потока жидкости. [42]
Поверхностные искажения экструдата усиливаются при повышении скорости течения. Та скорость сдвига и то напряжение, при которых возникают поверхностные дефекты, называются критическими. Аналогичные явления искажения экструдата наблюдаются и при экструзии листов и пленок, если скорости сдвига достаточно велики. Поскольку описываемое явление серьезно препятствует увеличению скорости производственных процессов формования изделий из полиолефинов, представляет несомненный практический интерес понять причины этого явления и научиться его устранять. Термин разрушение расплава для описания искажений гладкой поверхности струи был впервые предложен Торделла89; применение этого термина оправдано тем, что в ряде ранних работ, посвященных изучению этого явления, было замечено, что искажения поверхности экструдата сопровождались разрывами струи. [43]
При продавливании расплава полиолефина через капилляр с достаточно высокой скоростью обычно образуется струя с негладкой поверхностью, как это показано на рис. 13, заимствованном из работы383 ( см. также работы 6 - ю, 22 54 55 81 83 84 89, эо, 94) Поверхностные искажения экструдата усиливаются при повышении скорости течения. Та скорость сдвига и то напряжение, при которых возникают поверхностные дефекты, называются критическими. Аналогичные явления искажения экструдата наблюдаются и при экструзии листов и пленок, если скорости сдвига достаточно велики. Поскольку описываемое явление серьезно препятствует увеличению скорости производственных процессов формования изделий из полиолефинов, представляет несомненный практический интерес понять причины этого явления и научиться его устранять. Термин разрушение расплава для описания искажений гладкой поверхности струи был впервые предложен Торделла89; применение этого термина оправдано тем, что в ряде ранних работ, посвященных изучению этого явления, было замечено, что искажения поверхности экструдата сопровождались разрывами струи. [44]
Поверхностные искажения экструдата усиливаются при повышении скорости течения. Та скорость сдвига и то напряжение, при которых возникают поверхностные дефекты, называются критическими. Аналогичные явления искажения экструдата наблюдаются и при экструзии листов и пленок, если скорости сдвига достаточно велики. Поскольку описываемое явление серьезно препятствует увеличению скорости производственных процессов формования изделий из полиолефинов, представляет несомненный практический интерес понять причины этого явления и научиться его устранять. Термин разрушение расплава для описания искажений гладкой поверхности струи был впервые предложен Торделла8Э; применение этого термина оправдано тем, что в ряде ранних работ, посвященных изучению этого явления, было замечено, что искажения поверхности экструдата сопровождались разрывами струи. [45]
Страницы: 1 2 3 4