Растяжение расплавов полимеров

Течение растяжения (элонгационное течение) - особый тип течения, реализуемый в производстве волокон и пленок. Формально доказано, что в общем случае невозможно описать растяжение на основании результатов вискозиметрических экспериментов. Поэтому реологическое уравнение состояние, предложенное для описания любых типов течения, нуждается в проверке его адекватности в условиях как вискозиметрического, так и элонгационного течения. 

Экспериментально установлено, что могут существовать расплавы полимеров с одинаковыми кривыми течения и одним и тем же характером зависимости  вязкости от температуры, но обладающие различными свойствами при растяжении. В связи с этим разработан специальный тест на растяжение расплавов, характеризующий способность полимеров к формованию в волокна и пленки - показатель растяжения расплава (ПРР). Эксперимент проводят по следующей методике. В ванну с термостатирующей жидкостью помещают цилиндрический образец полимера. Один конец образца закрепляют неподвижно, а к другому прикладывают постоянную нагрузку. За величину ПРР принимают время, за которое образец растягивается до заданной длины при фиксированной нагрузке. Для каждой марки полимера следует выбирать определенную длину образца и нагрузку. В этом случае можно оценить разброс значений ПРР различных партий полимера одной марки, который может достигать несколько порядков. Этот метод позволяет по импортному аналогу выбрать тип отечественного сырья, а также контролировать его качество при поставке разных партий сырья одной марки, предназначенного для получения пленок или волокон.

При термоформовании или раздувном формовании важным свойством расплавов термопластов является прочность. При большой скорости деформирования напряжения в расплаве не успевают релаксировать и полимер приобретает способность разрушаться по механизму разрушения сшитых каучуков - резин.

Условия разрушения при одноосном растяжении (соотношение между прочностью при разрыве и обратимой деформацией при разрушении) не зависят от приложенной нагрузки и могут быть определены на приборах для измерения ПРР. В зависимости от реологических свойств расплавов возможно несколько условий разрушения: достижение критической обратимой деформации (поликарбонаты); достижение критической накопленной энергии разрушения (расплавы, содержащие дисперсный наполнитель); более сложное условие: 

p /(p -  *) = const ( p > *)

где p , p - прочность при разрыве  и обратимая деформация при разрушении соответственно; * - "критическая" обратимая деформация, ниже которой вероятность разрушения равна нулю (ударопрочный полистирол, полибутадиен, полиизопрен).

Во всех случаях тест, определяющий прочность расплавов при одноосном растяжении характеризует возможность переработки данного термопласта методом термоформования и аналогичными методами. С его помощью можно определить условия при которых листовая заготовка будет формоваться без трещин.