Реферат: Сборник задач и расчетно-графических работ по технологии переработки полимеров

3. Найти показатель степени m в обобщённом законе течения жидкостей σ=η·γ^m , если при увеличении напряжения σ в 2 раза скорость деформирования γ увеличилась в 12 раз, а вязкость η жидкого полимера понизилась в 5 раз. О каких структурных изменениях в полимере свидетельствует полученное значение m?

Решение

Записываем обобщённый закон течения в начальном и конечном состояниях рассматриваемой системы:

σ₁ =η₁ γ₁ ^m

2σ₁ =0,2η₁ ·12^m γ₁ ^m

Почленно логарифмируем эти соотношения:

ℓgσ₁ =ℓgη₁ +mℓgγ₁

ℓg2+ℓgσ₁ =ℓg0,2+ℓgη₁ +mℓg12+mℓgγ₁

и вычитаем одно из другого:

ℓgσ₁ -ℓg2-ℓgσ₁ =ℓgη₁ +mℓgγ₁ -ℓg0,2-ℓgη₁ -mℓg12-mℓgγ₁

После взаимного уничтожения некоторых слагаемых получаем алгебраическое уравнение:

+ℓg2=+mℓg12+ℓg0,2;откуда m=≈0,92

Ответ: m=0,92; значение m‹1 свидетельствует об уменьшении размера надмолекулярных структур в процессе переработки полимера.

4.Найти напряжение σ, при котором вязкость расплава поликапроамида составляет η=9 Па·с при скорости деформирования γ=0,3 мин^-1 , если показатель степени в обобщённом законе течения σ=ηγ^m m=0,92.

Решение:

γ=0,3 мин^-1 =с^-1 =0,005 с^-1

Применяем обобщённый закон течения:

σ=9·0,005^0,92 ;

ℓgσ=ℓg9+0,92ℓg(5·10^-3 )=ℓg9+0,92ℓg5-2,760=0,954+0,92·0,699- 2,76=0,954+0,643-2,760=-1,163. Следовательно σ=10^-1,163 ≈0,07 Па

Ответ : σ=0,07 Па

5. Вычислить среднюю массу межузловых цепей в сетчатом полимере, если модуль упругости при растяжении Е_р =10⁹ Па. Расчёт проводить по соотношению где Т=393 К, ρ=1200 кг/м³ , R=8,31 Дж/моль·К. Каково соотношение между модулями упругости при растяжении и межслоевом сдвиге?

Решение

=

Полученное среднее значение массы межузловых цепей М_с =12 г/моль соответствует физическим узлам ветвления (перепутывания), поскольку физические сетки значительно более частые, чем химические сетки.

Ответ : М_с =0,012 кг/моль=12 г/моль

6. Вычислить среднюю толщину d прослойки связующего при равномерном распределении однонаправленных элементарных волоконец в материале. В качестве наполнителя используется техническая нить капрон с линейной плотностью Т=90.Масса прессованного образца 40 г при массовом соотношении связующего и наполнителя 1:1. Плотность эпоксидного связующего ρ_св. =1,2 г/см³ , плотность капрона ρ_капр =1,14 г/см³ .Для расчёта применить соотношение

d =

где m_св. и m_нап. - масса связующего и наполнителя в образце, г, соответственно.

Указанное соотношение получено для модели равномерного распределения армирующих волоконец в поперечном сечении образца ПКМ. При этом суммарная площадь промежуточных слоёв определяется как разность общей площади поперечного сечения образца и суммарной площади поперечных сечений армирующих волоконец.

Решение