Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
Наблюдение за изменением профиля скоростей авторы [113] произ-^дили на установке, где пучок поляризованного света пропускали ^Рез прозрачный расплав ПВХ, смешанный с оптическими индикаторами (трассерами) - стеклянными микросферами диаметром 10 -
189
Рис. 7.5. Схема установки для исследования пристенного скольжения:
1 — гладкий канал; 2 — канал с нарезкой; 3 — байпассирующее устройство; 4 — накопительная камера; 5 — экструдер (аналогичен показанному на рис. 7.4); размеры измерительных каналов: Н = 1 мм, В = 8 мм, 2 = = 45 мм; глубина впадин нарезки 0,25 мм
20 мм. Анализ данных, записанных с помощью кинокамеры, показг что увеличение содержания внешней смазки или акриловых сопо.т меров типа паралоид К-120Н в жестких композициях приводит увеличению скорости пристенного скольжения, а наличие внутрень смазки не изменяет распределение скоростей в потоке. В этой рабе . отмечено также, что в интервале давлений 2-20 МПа скорость ско-жения не зависит от гидростатического давления.
Использование рассмотренных методов для оценки влияния вне них смазок на пристенное скольжение ограничивается трудоемкое!' и сложностью аппаратуры. По мнению авторов [113] более эффектиг : прямой анализ течения полимера через идентичные измерительн . каналы со скольжением и без скольжения расплава у стенки.
Известно [135], что на границе раздела между расплавом и стенкой возникают и тангенциальные напряжения тад, обусловленные адгезией расплава к металлу, и напряжения, обусловленные когезион-ными силами тког. В зависимости от знака разности тког - тад расплав удерживается у стенки или скользит по ней. Величину тког определяют, исходя из реологических условий течения у стенки, а т ад зависит от глубины неровностей поверхности и размеров агрегатов течения (агломераты макромолекул, твердые гранулы,. . твердые порошкообразные частицы). Если агрегаты течения заполняют неровности поверхности, то при достаточных силах поверхностного взаимодействия расплав прилипает к ней, что способствует созданию повышенных напряжений.
Определение скорости пристенного скольжения авторы производили на установке, показанной на рис. 7.4, по методу Муни [52] с применением цилиндрических капилляров с отношением L/D = 20 и 10 и радиусом 0,9; 2 и 3,5 мм. Кроме этого, было использовано устройство (рис. 7.5), для которого глубину и профиль нарезки измерительного канала находили эмпирически. В этом случае скорости пристенного скольжения авторы рассчитывали по приросту производительности за счет структурного течения, определяя разность расходов экструдата через гладкий плоский канал и канала с нарезкой при постоянное напряжении сдвига:
Л0=2гл-2наР пРи т= const;vCK = AQ/5Ka„ (где SK8H - площадь сечения измерительного канала).
7.3. Смещение поливинилхлорида с пластификатором
Введение в состав ПВХ композиции пластификаторов позволяет получать материалы с заданной эластичностью, сохраняющейся в широком интервале температур, и большим относительным удлинением при разрыве. Кроме того, пластификаторы, уменьшая вязкость расплава, способствуют снижению механодеструкции полимера в процессе переработки.
Термодинамическая совместимость пластификаторов с ПВХ довольно подробно освещена в монографиях [92, 84], поэтому авторы считают целесообразным рассмотреть влияние морфологических свойств ПВХ на процессы поглощения пластификаторов. Это имеет особое значение для нахождения оптимальных условий проведения процесса смешения ПВХ с пластификатором.
Исследование влияния структурно-морфологических особенностей порошкообразного ПВХ на температуру и время поглощения пластификатора авторы проводили на установке, схема которой приведена на рис. 7.6. ПВХ и пластификатор в различном соотношении (с общей массой 120 г) загружали в обогреваемую силиконовым маслом смесительную камеру объемом 3 * 10—3 м3 и перемешивали двухлопастной мешалкой диаметром 0,09 м и с частотой вращения не более 120 мин-1 (линейная скорость 0,6 м/с). "Мягкие" условия перемешивания были выбраны с целью сохранения поверхности зерен полимера. Принцип действия установки основан на том, что изменение концентрации пластификатора в поверхностных слоях полимера, зависящее от скорости диффузии, сопровождается изменением момента сопротивления на валу мешалки, которое измеряется тензодатчиком и непрерывно регистрируется прибором. С помощью установки определяли температуру начала интенсивного поглощения пластификатора, температуру, при которой заканчивается поглощение пластификатора поверхностью зерен, а также продолжительность поглощения.
Данные рис. 7.7 свидетельствуют о том, что температурный интервал, в котором происходит поглощение пластификатора поверхностью зерен блочного ПВХ марки М-64, находится в интервале 40 - 76 "С, время поглощения 5-8 мин. Для сополимера ВХ - ВА замедленная Диффузия пластификатора в зерно полимера приводит к монотонному росту момента сопротивления от 25 - 30 °С до начала монолитизации зерен. Суспензионный ПВХ марки С-7059М отличается от блочного более широким распределением частиц по размерам, наличием на их поверхности перицеллярной оболочки, хорошо развитой поверхностью и пористостью, обусловленной наличием капилляров сложной формы [108]. Поэтому снижение момента сопротивления в начале смешения Можно объяснить тем; что оболочка сдерживает процесс пластификации поверхности зерен. Это приводит к неравномерному распределению пластификатора вследствие капиллярного поглощения его частными с меньшим размером пор. В результате желатинизация таких 3еРен происходит уже на стадии смешения, в то время как основная
