Cтраница 2
Неоднократно делались попытки объяснить особенности поведения вальцуемого материала в зависимости от температуры. Так, Булджин 2 приписывает весь этот эффект явлениям механической кристаллизации. Бианки 24 25 считает, что особенности наблюдаемого поведения связаны с температурными переходами второго и более высоких порядков. Однако более естественным представляется объяснение Уайта и Токиты18, связывающих наблюдаемое явление с особенностями реологических характеристик полимера и характером его напряженного состояния. [16]
Причиной этого является простота теоретического рассмотрения этих течений и их превалирующее распространение в технологии переработки полимеров. Тем не менее существует другой класс течений, известных как продольные течения, или течения при растяжении, которые также часто встречаются при переработке полимеров. Во всех этих примерах упоминаются продольные течения, которые гораздо сложнее течений, используемых для определения реологических характеристик полимеров. [17]
Одной из основных задач механики композиционных материалов является расчет их упругих, реологических и прочностных характеристик по известным свойствам компонентов. При этом оказываются существенными не только механические свойства составляющих компонентов, но и топология их распределения, условия сопряжения на границе раздела фаз и взаимодействия между элементами неоднородностей. При использовании композиционных материалов в технике в одних случаях могут оказаться существенными прочностные, а в других - упругие свойства. Типичным примером выхода из строя конструкции намного раньше разрушения материала может быть потеря устойчивости листа стеклопластика, используемого в качестве несущей конструкции. Ниже основное внимание уделяется вычислению постоянных упругости и реологических характеристик структурно-неоднородных полимеров. [18]
Каландрование полимеров, рассмотренное в главе VII, во многом подобно вальцеванию. Поэтому его изотермическая модель в основном не отличается от модели вальцевания. Принципиальные отличия возникают при учете разогрева за счет работы вязкого трения и теплообмена с валками каландра. Модели такого рода уже не удается свести к аналитическим зависимостям. Поэтому они представляют собой системы дифференциальных уравнений движения сплошной среды, дополненных уравнениями неразрывности, теплопроводности и реологическими уравнениями состояния. Задавая соответствующие граничные условия, можно решить эту систему уравнений численными методами. Результаты такого решения применительно к ка-ландрованию резиновых смесей, полученные в работах В. Ю. Петру-шанского и А. С. Сахаева, показывают, что распределение температур по сечению листа сильно зависит от реологических характеристик полимера. В некоторых случаях внутри каландруемого материала могут иметь место локальные перегревы, достигающие десятков градусов. [19]
Изготовление изоляции и оболочек выполняется разными методами экструзии, в соответствии с характеристиками используемых материалов и процессом вулканизации. Экструзия изоляции и оболочек выполняется с помощью обычных экстру-деров с Т - образной головкой. Проводник, который должен быть покрыт ( или жила, или сердцевина кабеля, которые должны быть покрыты оболочкой), проходит через трубку сердцевины, поддерживаемую коаксиально в головке и расположенную концентрично с матрицей с помощью сужающейся выступающей части к трубке сердцевины - острие сердцевины. Кабели высокого и сверхвысокого напряжения на основе эластомерного сополимера этилена и пропилена и СПЭ изготавливают с помощью обычной двойной последовательной ( тандем-экструзия) или тройной экструзии. В тандем-экструзии сначала на проводнике экструзией получают внутренние полупроводящие слои, а затем проводят совместную экструзию изоляции и наружного полупроводящего слоя ( экрана) через ту же Т - образную головку. В тройной обычной экструзии все три слоя экструдируют одновременно через одну Т - образную головку. Применение одного из описанных процессов обеспечивает лучшее соединение промежуточных слоев и исключение дефектов. Методы автоматизированного проектирования червяков и матриц, основанные на теоретических и экспериментальных исследованиях реологических характеристик полимеров, и программируемое распределение температур обеспечивает хорошее управление молекулярной упаковкой и структурой и, тем самым, минимизацию морфологических дефектов в объеме изоляции. [20]
Каландрование полимеров, рассмотренное в гл. X, во многом подобно вальцеванию. Поэтому его изотермическая модель в принципе не отличается от модели вальцевания. Определенные отличия возникают при учете разогрева за счет работы вязкого трения и теплообмена с валками каландра. Модели такого рода уже не удается свести к аналитическим зависимостям. Поэтому они представляют собой системы дифференциальных уравнений движения сплошной среды, дополненных уравнениями неразрывности, теплопроводности и реологическими уравнениями состояния. Задавая соответствующие граничные условия, можно решить эту систему уравнений численными методами. Результаты такого решения применительно к каландрованию резиновых смесей показывают, что распределение температур по сечению листа сильно зависит от реологических характеристик полимера. В некоторых случаях внутри каландруемого материала возможен локальный перегрев, достигающий десятков градусов. [21]