ВЯЗКОСТЬ ПОЛИМЕРОВ
ВЯЗКОСТЬ ПОЛИМЕРОВ — свойство полимерных систем, находящихся в вязкотекучем состоянии (см. Вязкотекучее состояние полимеров), оказывать сопротивление необратимому изменению формы.
В. п., как и любых других жидкостей, определяется их молекулярной структурой, а течение полимеров рассматривается как кинетический процесс, при котором элементарный акт течения представляет собой переход молекулярно-кинетической единицы, совершающий этот акт, из одного равновесного состояния в другое, отделенное от первого потенциальным барьером. Зависимость В. п. от режима деформирования — важнейшая характерная особенность полимерной системы, определяемая соотношением вязкостных свойств и строения полимера.
В. п. может различаться в 1015 раз (от вязкости разбавленных растворов полимеров до их вязкости вблизи температуры стеклования). Кроме того, для полимерных систем вязкость в зависимости от скорости и напряжения сдвига может изменяться более чем в 103 раз. Для очень разбавленных растворов полимеров в низкомолекулярных жидкостях вязкость составляет десятые доли паскаль-секунд (доли пауз), а вязкость полимеров, переходящих в стеклообразное состояние, равна 1 тН×с/м2 (1013 П).
Вязкость расплавов полимеров находится в диапазоне от десятков паскаль-секунд (сотен пауз) для полиамидов, полиэтилентерефталата до сотен килопаскаль-секунд (104 — 106 П) для полиэтилена, пропилена.
Вязкость зависит от молекулярной массы. Так, вязкость промышленных марок полиэтилена может различаться в 200 раз. В аналогичных пределах изменяется и вязкость расплавов промышленных марок полипропилена.
В. п. в производственных условиях регулируется изменением температуры (например, вязкость расплава полиэтилена снижается почти в 10 раз при повышении температуры на 60 — 80° С).
В. п. изучают с помощью вискозиметрии, представляющей собой совокупность методов измерений вязкостных свойств полимеров. Количественно В. п. оценивают по коэффициенту вязкости т) (см. Вязкость клея), называемому также вязкостью, эффективной вязкостью (см. Реологические свойства пластмасс).
В. п. определяют несколькими методами: капиллярным, ротационным, падающего шарика, сдвига параллельных плоскостей. Наиболее распространенным и гибким является капиллярный метод, при котором определяют расход в единицу времени расплава полимера , проходящего через капилляр радиусом и длиной при перепаде давления на концах капилляра , по закону Пуазейля для ньютоновских жидкостей: . Ротационным методом вязкость определяют по угловой скорости вращения концентрических цилиндров или др. полостей, заполненных расплавом полимера. Методом падающего шарика измеряют вязкость вязких жидкостей. Метод сдвига параллельных пластин применяют для измерения вязкости при низких скоростях сдвига как ньютоновских, так и неньютоновских систем.
На практике для оценки В. п. применяют различные способы измерения вязкости в определенных, строго регламентированных условиях (температуpa, режим деформации), моделирующих реальный технологический процесс переработки полимера.
Для оценки текучести реактопластов во времени используют ротационный пластомер Канавца (ГОСТ 15882-84). Текучесть термопластов принято измерять капиллярным методом. Она характеризуется индексом расплава, который представляет собой текучесть при определенной температуре и напряжении сдвига (ГОСТ 11645-73). Этими способами измеряют одно произвольно выбранное значение коэффициента вязкости при некоторых скоростях и напряжениях сдвига. Полная характеристика В. п. может быть получена только при измерении зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига в широком диапазоне изменения этих параметров.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии