Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013 Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà èç êàïèëëÿðà. Ýòî óêàçûâàåò íà áîëåå áûñòðóþ ðåëàêñàöèþ ïîëèìîäàëüíîãî ïîëèýòèëåíà, ÷òî è îïðåäåëÿåò áûñòðîå ðàçâèòèå ïîëçó÷åñòè ðàñïëàâà (Ðèñ.1). Ïðîöåññû ðåëàêñàöèè è ôîðìèðîâàíèÿ ïðîôèëÿ ñêîðîñòåé â ïîòîêå çàêàí÷èâàþòñÿ â ïðåäåëàõ êàïèëëÿðà l/d = 20. Ïðè äàëüíåéøåì òå÷åíèè ïî êàïèëëÿðó l/d = 30 îòðåëàêñèðîâàâøèå äåôîðìàöèè ðàñòÿæåíèÿ, âîçíèêøèå íà âõîäå â êàïèëëÿð, íå íàðóøàþò ïðîôèëÿ ñêîðîñòåé, ÷òî ïðèâîäèò ê ðîñòó äàâëåíèÿ íà ýòîì ïîñëåäíåì ó÷àñòêå êàïèëëÿðà. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî êàïèëëÿð l/d = 20 èìååò äîñòàòî÷íóþ äëèíó, ÷òîáû îáåñïå÷èòü ðåëàêñàöèþ â ïîëèìîäàëüíûõ ïîëèýòèëåíàõ, íî ýòà äëèíà íåäîñòàòî÷íà äëÿ ðåëàêñàöèè â ðàñïëàâå ÏÝÂÏ. Íàáëþäàåìóþ ðàçíóþ ðåëàêñàöèþ ðàñïëàâîâ ïîëèìåðîâ â êàïèëëÿðàõ ðàçíîé äëèíû ìîæíî ïðîèëëþñòðèðîâàòü íàáëþäåíèåì èç çàâîäñêîé ïðàêòèêè ïðîèçâîäñòâà òîíêîãî ëèñòà èç ÏÝÒ. Áûëà óñòàíîâëåíà ëèíèÿ ïîëó÷åíèÿ òîíêîãî ëèñòà (ïëåíêè) èç ÏÝÒ ïóòåì ïîäà÷è ðàñïëàâà èç ýêñòðóäåðà â 1-ìåòðîâóþ îáîãðåâàåìóþ òðóáó ñî ùåëüþ äëÿ âûõîäà ðàñïëàâà. Áûëî ìíîãî áðàêà çà ñ÷åò îáðàçîâàíèÿ íåðîâíîñòåé íà ïîâåðõíîñòè ëèñòà. Óâåëè÷èëè äëèíó îáîãðåâàåìîé òðóáû äî 2 ì, à ùåëü ïåðåíåñëè íà ïîñëåäíèé ìåòð. Ðàñïëàâ, ïðîõîäÿ ïî ïåðâîé ïîëîâèíå òðóáû, óñïåâàë îòðåëàêñèðîâàòü ïîëíîñòüþ, è áðàê â âèäå íåðîâíîñòåé ëèñòà èñ÷åç. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû è âûâîäû èíòåðåñíî ñîïîñòàâèòü ñ ïîëó÷åíèåì íàïîðíûõ òðóá ìåòîäîì ýêñòðóçèè ïîëèìîäàëüíîãî ïîëèýòèëåíà. Èç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ñëåäóåò, ÷òî íàèáîëåå ïîëíàÿ ðåëàêñàöèÿ ïîëèìåðà â ñòåíêàõ ýêñòðóäèðóåìîé òðóáû ïðîèñõîäèò êàê ðàç â ïîëèìîäàëüíîì ïîëèýòèëåíå. Ýòî çíà÷èò, ÷òî îñòàòî÷íûå äåôîðìàöèè ðàñòÿæåíèÿ (âäîëü òðóáû) ìèíèìàëüíû, ÷òî îáåñïå÷èâàåò çíà÷èòåëüíóþ äîëãîâå÷íîñòü òðóáû ïðè äåéñòâèè ðàäèàëüíûõ íàïðÿæåíèé â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè. Ýòîò âûâîä ìîæåò ïîñëóæèòü îäíèì èç îáúÿñíåíèé ïðè÷èí âëèÿíèÿ ïîëèìîäàëüíîé ñòðóêòóðû ðàçíûõ ìàðîê ïîëèýòèëåíà íà èõ äîëãîâå÷íîñòü ïîä äåéñòâèåì ãèäðàâëè÷åñêèõ ðàñïîðíûõ íàïðÿæåíèé â òðóáàõ. Î÷åâèäíî, ÷òî äîëãîâå÷íîñòü òðóá èç ïîëèìîäàëüíîãî ïîëèýòèëåíà çàâèñèò ãëàâíûì îáðàçîì, îò îñîáåííîñòåé åãî ìîëåêóëÿðíîé, à ñëåäîâàòåëüíî è íàäìîëåêóëÿðíîé ñòðóêòóðû. Íà ýòî óêàçûâàåò, íàïðèìåð, òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî ÏÝ-80 èìåÿ ïðàêòè÷åñêè òó æå ñàìóþ ñêîðîñòü ðàçâèòèÿ äåôîðìàöèè ïîä íàãðóçêîé êàê è ÏÝ-100 (ñì ðèñ.1), òåì íå ìåíåå ñóùåñòâåííî óñòóïàåò ïîñëåäíåìó ïî ýêñïëóàòàöèîííûì ïîêàçàòåëÿì.  òî æå âðåìÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ñòðóêòóðà ïîëèìîäàëüíûõ ïîëèìåðîâ îáåñïå÷èâàåò íå òîëüêî íåïîñðåäñòâåííî âûñîêóþ äîëãîâå÷íîñòü òðóá, íî è ñïîñîáíîñòü ýòèõ ïîëèìåðîâ ïîëíîñòüþ ðåàëèçîâàòü ñâîè âîçìîæíîñòè áëàãîäàðÿ ñïîñîáíîñòè ìèíèìèçèðîâàòü îñòàòî÷íûå äåôîðìàöèè â ïðîöåññå ôîðìîâàíèÿ èçäåëèé.  ïîñëåäíåå âðåìÿ âûñîêèå ýêñïëóàòàöèîííûå êà÷åñòâà áèìîäàëüíûõ ïîëèýòèëåíîâ âñå ÷àùå ñâÿçûâàþò ñ óâåëè÷åíèåì ÷èñëà ïðîõîäíûõ ìîëåêóë â èõ êðèñòàëëè÷åñêîé ëàìåëÿðíîé ñòðóêòóðå. Âîçìîæíî, ÷òî íàëè÷èå ñîìîíîìåðîâ â ìîëåêóëàõ ÏÝ ïðèâîäèò ê áîëåå ÷àñòîìó "âûòàëêèâàíèþ" èç ðàñòóùåé ëàìåëè ñåãìåíòîâ, ÿâëÿþùèõñÿ ìåíåå ñòåðåîðåãóëÿðíûìè, áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ ñîìîíîìåðîâ. "Âûòîëêíóòàÿ" ÷àñòü ìàêðîìîëåêóëû â îñíîâíîì ñòåðåîðåãóëÿðíà è ìîæåò ñíîâà ó÷àñòâîâàòü â ïîñòðîåíèè ñîñåäíåé ëàìåëè. Ñîìîíîìåðû, òàêèì îáðàçîì, èíòåíñèôèöèðóåìûé ìåæëàìåëÿðíûé îáìåí ñåãìåíòàìè, ÷òî ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ ÷èñëà ïðîõîäíûõ ìîëåêóë. Îòìå÷åííàÿ â ýòîé ðàáîòå ïîâûøåííàÿ ñêîðîñòü ðåëàêñàöèè â áèìîäàëüíûõ (ñîïîëèìåðíûõ) ïîëèýòèëåíàõ, î÷åâèäíî ñïîñîáñòâóåò òàêîìó ìåæìîëåêóëÿðíîìó îáìåíó ñåãìåíòàìè ìàêðîìîëåêóë. Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåííîå â ðàáîòå óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè ðåëàêñàöèè (ïîëçó÷åñòè) ïîëèýòèëåíîâ ñ áèìîäàëüíûì ÌÌÐ ÿâëÿåòñÿ, ïî-âèäèìîìó, âàæíîé îòëè÷èòåëüíîé ÷åðòîé êîìïëåêñà ñâîéñòâ. Ëèòåðàòóðà 1. Êóëåçíåâ Â.Í., Ñåâðóê Â.Ä., Ñèíåâà Ò.À., Ñóðèêîâ Ï.Â., Óøàêîâà Î.Á. "Ñðàâíèòåëüíîå èññëåäîâàíèå ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ ðàñïëàâîâ ìîíî- è áèìîäàëüíîãî ïîëèýòèëåíà â ðåæèìå ñäâèãà è ðàñòÿæåíèÿ.", Ïëàñòìàññû (â ïå÷àòè) 2. C.D. Han, M. Charles, J. Of Rheology, Trans. 15, 371 (1971). 3. D.E.Turek, G.P. Simon, J. of Rheology 36, 1057 (1992). 4. Z. Tadmor, C.G.Gogos, "Principles of Polymer Processing", WileyInterscience, 2006, ãëàâà 12 (2-å èçäàíèå). 5. C. McLuckie, M.G. Rogers, J. Appl. Polymer Sci. 13, 1049 (1969). ÓÄÊ 678 Îñîáåííîñòè îöåíêè ðåîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê îñíîâíûõ ïîëèêîíäåíñàöèîííûõ ïîëèìåðîâ Á.Ì. ÑÀÂ×ÅÍÊÎ Êèåâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò òåõíîëîãèé è äèçàéíà d j an c@ ukr.net Ðàññìîòðåíû îñîáåííîñòè èçìåðåíèÿ ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîëèýôèðîâ. Èññëåäîâàíû óñëîâèÿ ñóøêè ïîëèìåðîâ. Ïîñòðîåíû ðåîëîãè÷åñêèå êðèâûå äëÿ ïîëèýòèëåíòåðåôòàëàòà è ïîëèêàðáîíàòà. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ðåîëîãèÿ, ïîêàçàòåëü òåêó÷åñòè ðàñïëàâà, ñóøêà. Features of measurement of rheological properties of polyethers are considered. Conditions of drying of polymers are investigated. Rheological curves for polyethylenterephtalate and polycarbonate are constructed. Keywords: a rheology, melt flow rate, drying. Ðåîëîãè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ÿâëÿþòñÿ îñíîâíûì êðèòåðèåì ïðè âûáîðå ïàðàìåòðîâ ïåðåðàáîòêè è êîíòðîëå êà÷åñòâà ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ. Äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ îáùåå ðàñïðîñòðàíåíèå â îòðàñëè ïðèîáðåëî èñïî- ëüçîâàíèå ïîêàçàòåëÿ òåêó÷åñòè ðàñïëàâà, âûðàæåííîãî â åäèíèöàõ ìàññû èëè îáúåìà ïîëèìåðà, êîòîðûé âûòåêàåò ïðè ðàñïëàâëåíèè ÷åðåç êàïèëëÿð â åäèíèöó âðåìåíè (10 ìèíóò) ïðè îïðåäåëåííîé íàãðóçêå. 5 Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà Äëÿ õàðàêòåðèñòèêè îñíîâíûõ êîíäåíñàöèîííûõ ïîëèìåðîâ, òàêèõ êàê ïîëèýòèëåíòåðåôòàëàò, ïîëèàìèä è ïîëèêàðáîíàò, áûëî ïðèíÿòî èñïîëüçîâàòü êîñâåííûå ïîêàçàòåëè âÿçêîñòè ðàñòâîðîâ, òàêèå êàê, óäåëüíàÿ è õàðàêòåðèñòè÷åñêàÿ âÿçêîñòü. Êàê ïîêàçûâàåò ñîâðåìåííûé îïûò, äàííûå ïîêàçàòåëè ìîãóò áûòü óñïåøíî èñïîëüçîâàíû äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ïåðâè÷íûõ ïîëèìåðîâ îäíîãî òèïà, à èõ èñïîëüçîâàíèå äëÿ âòîðè÷íûõ è ñîïîëèìåðèâ ïðèâîäèò ê íåñîãëàñîâàííûì ðåçóëüòàòàì. Êðîìå òîãî, âñå êîíäåíñàöèîííûå ïîëèìåðû ÷óâñòâèòåëüíû ê óñëîâèÿì ñóøêè, êîòîðûå â ñî÷åòàíèè ñ ïàðàìåòðàìè ïåðåðàáîòêè îïðåäåëÿþò ðåçóëüòèðóþùèé ïîêàçàòåëü âÿçêîñòè ðàñïëàâà, êîòîðûé îïðåäåëÿåò êà÷åñòâî ãîòîâûõ èçäåëèé. Ñ ýòîé òî÷êè çðåíèÿ, èñïîëüçîâàíèå äëÿ àíàëèçà ïîêàçàòåëÿ òåêó÷åñòè ðàñïëàâà è îïðåäåëåíèÿ ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ â øèðîêîì äèàïàçîíå óñëîâèé (êðèâûå òå÷åíèÿ) ÿâëÿåòñÿ öåëåñîîáðàçíûì ñïîñîáîì êîíòðîëÿ â óñëîâèÿõ íàèáîëåå ïðèáëèæåííûõ ê ïðîèçâîäñòâåííûì. Êîíäåíñàöèîííûå ïîëèìåðû ÷ðåçâû÷àéíî ÷óâñòâèòåëüíû ê äåéñòâèþ âëàãè è òåìïåðàòóðû, ïðè÷åì ê äåñòðóêöèè ïðèâîäèò íå òîëüêî ïëàâëåíèå âëàæíîãî ïîëèìåðà, íî è äëèòåëüíîå íàãðåâàíèå ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ â ïðèñóòñòâèè èçáûòî÷íîé âëàãè. Êðîìå òîãî, èçáûòî÷íàÿ äëèòåëüíîñòü ñóøêè ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ è öâåòà ïîëèìåðà. Ïîýòîìó äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ òî÷íîãî è âîñïðîèçâîäèìîãî àíàëèçà íåîáõîäèìà òùàòåëüíàÿ ïðîöåäóðà ñóøêè ïîëèìåðà ïåðåä èñïûòàíèåì, à òàêæå ÷åòêîå ñîáëþäåíèå èíòåðâàëîâ âðåìåíè çàãðóçêè è âûäåðæêè ïîä äàâëåíèåì.  òàáë. 1 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû âëèÿíèÿ óñëîâèé ñóøêè â ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ íà çíà÷åíèå ÏÒÐ ÏÝÒÔ 8200. Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013 äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ ïîñòðîåíèÿ êðèâûõ òå÷åíèÿ è êîíòðîëÿ óñëîâèé èçìåðåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ÏÒÐ. Äëÿ èçìåðåíèÿ ñêîðîñòè ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ èñïîëüçîâàëñÿ ëèíåéíûé ðåçèñòèâíûé äàò÷èê ïåðåìåùåíèÿ, êîòîðûé óñòàíàâëèâàëñÿ âìåñòî ìåõàíèçìà ïîäíÿòèÿ ãðóçîâ. Êàïèëëÿð ïðèáîðà áûë ñîåäèíåí ñ òåíçîìåòðè÷åñêèì ïðåîáðàçîâàòåëåì ñ ïîìîùüþ îïîðíîé øòàíãè, ÷òî ïîçâîëÿëî èçìåðÿòü íàãðóçêó íà êàïèëëÿð â ïðîöåññå ïðîâåäåíèÿ èçìåðåíèÿ (ðèñ.1). Òàáëèöà 1. Çíà÷åíèÿ ÏÒÐ â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé è ñïîñîáîâ ñóøêè äëÿ ÏÝÒÔ 8200. Ðèñ. 1. Ñõåìà óñîâåðøåíñòâîâàííîé óñòàíîâêè ÈÈÐÒ-Ì: 1 − íàãðåâàòåëü; 2 − ýêñòðóçèîííàÿ êàìåðà è êàïèëëÿð; 3 − äàò÷èê óñèëèÿ íà êàïèëëÿð; 4 − äàò÷èê ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ; 5 − îãðàíè÷èòåëü ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ; 6 − óñòàíîâêà ÈÈÐÒ-Ì; 7 − äåðæàòåëü ãðóçîâ è ïîðøíÿ; 8 − ïðåîáðàçîâàòåëü ñèãíàëîâ; 9 − ÏÊ äëÿ çàïèñè äàííûõ. Äëÿ êîíòðîëÿ óñëîâèé ñóøêè îïûòíûõ îáðàçöîâ è íåïðÿìîé ïðîâåðêè óðîâíÿ îñòàòî÷íîé âëàãè èñïîëüçîâàëè ìåòîä ðåôåðåíòíîãî îáðàçöà. Îí çàêëþ÷àåòñÿ â âûáîðå ýòàëîííîãî îáðàçöà ïîëèìåðà ñ òî÷íî èçâåñòíûì (ìíîãîêðàòíî îïðåäåëåííûì) çíà÷åíèåì ïîêàçàòåëÿ òå÷åíèÿ. Ðåôåðåíòíûé îáðàçåö âûñóøèâàëñÿ â îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ ñ äðóãèìè îïûòíûìè îáðàçöàìè è ïðîõîäèë èñïûòàíèå â èäåíòè÷íûõ óñëîâèÿõ, â ñëó÷àå ñîâïàäåíèÿ åãî çíà÷åíèÿ ÏÒÐ ñ èçâåñòíîé âåëè÷èíîé â èíòåðâàëå ±3,0%, ïîëó÷åííûå îïûòíûå äàííûå ñ÷èòàëèñü äîñòîâåðíûìè. Öåëüþ èññëåäîâàíèÿ áûëî îïðåäåëåíèå ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ êîíäåíñàöèîííûõ ïîëèìåðîâ ñ ïîìîùüþ ðàñïðîñòðàíåííîãî â îòå÷åñòâåííîé ïðîìûøëåííîñòè ýêñòðóçèîííîãî ïëàñòîìåòðà òèïà ÈÈÐÒ-Ì, êîòîðûé áûë óñîâåðøåíñòâîâàí ïóòåì óñòàíîâêè äàò÷èêà ëèíåéíîãî ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ è äàò÷èêà óñèëèÿ íà êàïèëëÿð. ×òî ïîçâîëèëî èçìåðÿòü 6 Óñîâåðøåíñòâîâàííàÿ óñòàíîâêà ñîñòîèò èç ýêñòðóçèîííîé êàìåðû äèàìåòðîì 9,5 ìì, ñ îáîãðåâîì 1.  íèæíåé ÷àñòè êàìåðû íàõîäèòñÿ êàïèëëÿð, êîòîðûé óäåðæèâàåòñÿ íà äàò÷èêå óñèëèÿ. Ðåãóëèðîâêà òåìïåðàòóðû â êàìåðå îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíûì ðåãóëÿòîðîì ñ òî÷íîñòüþ ±0,5°Ñ. Ïðè âûïîëíåíèè èññëåäîâàíèé ôèêñèðóåòñÿ èçìåíåíèå âî âðåìåíè ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ îò íèæíåé ê âåðõíåé ìåòêå ñ ïîìîùüþ äàò÷èêà ïåðåìåùåíèÿ è íàãðóçêè íà êàïèëëÿð. Äëÿ ôèêñàöèè îïðåäåëåííîãî ïóòè ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ èñïîëüçîâàëèñü êîíöåâûå ìåðû ñîîòâåòñòâóþùåé äëèíû. Ïîêàçàíèÿ äàò÷èêîâ çàïèñûâàþòñÿ íà êîìïüþòåð ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîííîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ äëÿ ïîñëåäóþùåãî àíàëèçà. Ïîñëå îáðàáîòêè ïîëó÷åííûõ äàííûõ ñòðîÿò çàâèñèìîñòè îáúåìíîãî ðàñõîäà, è äàâëåíèÿ íà êàïèëëÿð îò âðåìåíè èñòåêàíèÿ ðàñïëàâà ïîëèìåðà (ðèñ.2). Àíàëèç ïîëó÷åííûõ çàâèñèìîñòåé ïîçâîëÿåò îöåíèòü êà÷åñòâî ïðîâåäåíèÿ èçìåðåíèÿ ïî õàðàêòåðó êðèâîé 2 (ðèñ. 2.). Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013 Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà Íàëè÷èå ïóçûðüêîâ â ðàñïëàâå ïîëèìåðà îòîáðàæàåòñÿ ðåçêèìè ïåðåãèáàìè íà êðèâîé 2. Ñòàáèëèçàöèÿ ðàñõîäà ïðîèñõîäèò ïîñëå 20−30 ñ îò ìîìåíòà íà÷àëà òå÷åíèÿ ðàñïëàâà ïîä äåéñòâèåì íàãðóçêè (ðèñ. 2, êðèâàÿ 1). Îáúåìíûé ðàñõîä, ìì3/ñ Äàâëåíèå íà êàïèëëÿð, ì 3 35 33 2 2,5 31 29 2 27 1,5 25 1 23 1 21 19 0,5 17 15 0 20 40 60 80 Âðåìÿ, 100 120 140 160 0 180 ñÂðåìÿ, ñ Ðèñ. 2. Èçìåíåíèå îáúåìíîãî ðàñõîäà (1) è äàâëåíèÿ íà êàïèëëÿð (2) âî âðåìåíè äëÿ ÏÝÒÔ (ñóøêà àçîòîì 4 ÷àñà). Àíàëèç ïîëó÷åííûõ ãðàôè÷åñêèõ äàííûõ ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü çîíó ñòàáèëèçàöèè òå÷åíèÿ ðàñïëàâà âäîëü äâèæåíèÿ ïîðøíÿ, êîòîðûé äàåò âîçìîæíîñòü òî÷íî âûñ÷èòàòü, êàê çíà÷åíèå ÏÒÐ, òàê è ñêîðîñòü ñäâèãà. Êðîìå òîãî â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ ìîæíî äîáàâëÿòü ãðóçû íà ïîðøåíü, ÷òî ïîçâîëÿåò îñóùåñòâèòü èçìåðåíèÿ â ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ íà îäíîé çàãðóçêå ïðèáîðà. Äëÿ áîëüøèíñòâà êîíäåíñàöèîííûõ ïîëèìåðîâ, îñîáåííî äëÿ âòîðè÷íûõ, çíà÷åíèå ÏÒÐ äîñòèãàåò 20−30 ã/10 ìèí, à èíîãäà ñâûøå 50 ã/10 ìèí, èçìåðåíèå îáúåìíîãî ðàñõîäà ïðè ïîìîùè äàò÷èêà ïåðåìåùåíèÿ ïîçâîëÿåò ñóùåñòâåííî óâåëè÷èòü òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ, âàðèàöèÿ ïîêàçàòåëÿ íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 1%. Èñïîëüçîâàíèå êîíöåâûõ ìåð ïîçâîëÿåò ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ îïðåäåëèòü ïëîòíîñòü ðàñïëàâà, èñêëþ÷àÿ îøèáêè, àññîöèèðóåìûå ñî ñðûâàíèåì îáðàçöîâ âî âðåìÿ äâèæåíèÿ ïîðøíÿ. Îïðåäèëåíèå ðåîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê áàçèðóåòñÿ íà ìåòîäèêå èçìåðåíèÿ ÏÒÐ ñîãëàñíî ISO 1133:2005. Äàò÷èê ïåðåìåùåíèÿ ôèêñèðóåò èçìåíåíèå ïîëîæåíèÿ øòîêà ñ èíòåðâàëîì â 1ñ ïðè òå÷åíèè ïîëèìåðà ïîä çàäàííîé íàãðóçêîé ÷åðåç êàïèëëÿð äèàìåòðîì 2,095 ìì. Ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ èçìåíåíèÿ ïîëîæåíèÿ øòîêà âî âðåìåíè çàïèñûâàþòñÿ â âèäå òàáëèöû äàííûõ è îáðàáàòûâàþòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîãðàììû Microsoft Excel.  ðåçóëüòàòå ïîëó÷àþò çíà÷åíèå îáúåìíîãî ðàñõîäà ðàñïëàâà ïîëèìåðà è ïëîòíîñòü ðàñïëàâà ïðè çàäàííûõ óñëîâèÿõ. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âÿçêîñòè ðàñïëàâà èñïîëüçóþò èçâåñòíîå óðàâíåíèå (1): η = τ/γ, (1) ãäå τ − íàïðÿæåíèå ñäâèãà (2), Ïà; γ − ãðàäèåíò ñêîðîñòè (3), ñ-1. τ = ∆P · R/2L, (2) ãäå ∆P − ïåðåïàä äàâëåíèÿ â êàïèëëÿðå, Ïà; R − ðàäèóñ êàïèëëÿðà, ì; L − äëèíà êàïèëëÿðà, ì. (3) γ = 4Q/(π·R3), ãäå Q − îáúåìíûé ðàñõîä ðàñïëàâà ïîëèìåðà, ì3/ñ. Ïîñêîëüêó ðàñïëàâû ïîëèìåðîâ òåêóò êàê íåíüþòîíîâñêèå æèäêîñòè, òî åñòü âÿçêîñòü çàâèñèò îò ãðàäèåíòà ñêîðîñòè, òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ èñòèííûõ êðèâûõ òå÷åíèÿ âûïîëíÿþò êîððåêòèðîâêó íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà − íà âõîäîâîé ýôôåêò (ïîïðàâêà Áåãëè) è ãðàäèåíòà ñêîðîñòè − íà ñòåïåíü íåíüþòîíîâñêîãî ïîâåäåíèÿ (ïîïðàâêà Ðàáèíîâè÷à). Òàêèì îáðàçîì, óðàâíåíèÿ (2) è (3) áóäóò èìåòü âèä (4): τ = ∆P·R/2(L + L·å), (4) ãäå å − âõîäîâàÿ ïîïðàâêà. (5) γ = (4Q/(π·R3))· ((3n'+1)/4n'), ãäå n' − ñòåïåíü íåíüþòîíîâñêîãî ïîâåäåíèÿ ðàñïëàâà ïîëèìåðà (6) âñåãäà <1. n' = d(lnτ)/d(lnγ), (6) Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âõîäîâîé ïîïðàâêè ñòðîÿò ãðàôèê çàâèñèìîñòè îáúåìíîãî ðàñõîäà (Q) îò ïåðåïàäà äàâëåíèÿ (∆P) äëÿ äâóõ êàïèëëÿðîâ ñ ðàçíûì ñîîòíîøåíèåì L/d (17,1 è 22,9). Ïðè ìàêñèìàëüíîì çíà÷åíèè îáúåìíîãî ðàñõîäà äëÿ êàïèëëÿðà ñ áîëüøåé äëèíîé íàõîäÿò çíà÷åíèå ïåðåïàäà äàâëåíèÿ äëÿ îáîèõ êàïèëëÿðîâ è ñòðîÿò ãðàôèê çàâèñèìîñòè íàéäåííûõ çíà÷åíèé ïåðåïàäà äàâëåíèÿ îò ñîîòíîøåíèÿ L/d. Èç óðàâíåíèÿ, êîòîðîå îïèñûâàåò ïîëó÷åííóþ ïðÿìóþ, îïðåäåëÿþò çíà÷åíèå L/d ïðè ∆P = 0. Àáñîëþòíàÿ âåëè÷èíà ïîëó÷åííîãî ÷èñëà è áóäåò âõîäîâîé ïîïðàâêîé − å. Íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà, τ, Ïà Âÿçêîñòü, η, Ïà·ñ 10 3 105 1 2 10 2 3 10 4 4 10 1 5 10 0 6 10 3 10 1 2 10 Ãðàäèåíò ñêîðîñòè, γ, ñ-1 10 3 Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü âÿçêîñòè è íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà îò ãðàäèåíòà ñêîðîñòè äëÿ ÏÝÒÔ ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ: 1, 4 − 260°Ñ; 2, 5 − 270°Ñ; 3, 6 − 280°Ñ. Íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà, τ, Ïà Âÿçêîñòü, η, Ïà·ñ 102 1 105 2 3 10 4 4 5 6 10 3 1 10 10 1 10 2 Ãðàäèåíò ñêîðîñòè, γ, ñ-1 103 Ðèñ.4. Çàâèñèìîñòü âÿçêîñòè è íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà îò ãðàäèåíòà ñêîðîñòè äëÿ ÏÊ ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ: 1, 4 − 280°Ñ; 2, 5 − 290°Ñ; 3, 6 − 300°Ñ. 7 Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹4, 2013 Ñòåïåíü íåíüþòîíîâñêîãî ïîâåäåíèÿ ðàñïëàâà ïîëèìåðà îïðåäåëÿþò ïóòåì ïîñòðîåíèÿ çàâèñèìîñòè ln íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà îò ln ãðàäèåíòà ñêîðîñòè. Ïîëó÷åííàÿ ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì âèäà (7): ó = kx + b èëè lnτ = k (lnγ) + b, (7) ãäå k − ñòåïåíü íåíüþòîíîâñêîãî ïîâåäåíèÿ (n'). Ñêîððåêòèðîâàâ çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà è ãðàäèåíòà ñêîðîñòè, îïðåäåëÿþò âÿçêîñòü ðàñïëàâà ïîëèìåðà è ñòðîÿò èñòèííûå êðèâûå òå÷åíèÿ (ðèñ. 3−4). Îñóùåñòâëåíèå ìîäåðíèçàöèè óñòàíîâêè ÈÈÐÒ-Ì ïîçâîëèëî óâåëè÷èòü òî÷íîñòü è êà÷åñòâî èçìåðåíèé ðåîëîãè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé êîíäåíñàöèîííûõ ïîëèìåðîâ è äàëî âîçìîæíîñòü ïîëó÷àòü äàííûå ñîïîñòàâèìûå ñ êàïèëëÿðíûìè âèñêîçèìåòðàìè ïðîôåññèîíàëüíîãî êëàññà. Ëèòåðàòóðà 1. Êàëèíè÷åâ Å.Ë., Ñàêîâöåâà Ì.Á. Ñâîéñòâà è ïåðåðàáîòêà òåðìîïëàñòîâ. Ñïðàâî÷íîå ïîñîáèå. Ë.: Õèìèÿ. - 1983. - ñ.288. 2. ASTM D 3835-02. Standard Test Method for Determination of Properties of Polymeric Materials by Means of a Capillary Rheometer. 3. ASTM D1238-04 Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer. 4. ISO 1133:2005. Plastics - Determination of the melt mass-flow rate (MFR) and the melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastics/ 5. ÃÎÑÒ 11645-73 - Ïëàñòìàññû. Ìåòîä îïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ òåêó÷åñòè ðàñïëàâà òåðìîïëàñòîâ. ÓÄÊ 678.664-405.8:678.02. Äåôîðìèðîâàíèå õèìè÷åñêè ñøèòîãî ïåíîïîëèýòèëåíà. 1. Òåðìè÷åñêîå äåôîðìèðîâàíèå ïåíîïîëèýòèëåíà À.Ã. ÄÅÌÅÍÒÜÅÂ1, Ã.Í. ÌÀÒÞÕÈÍÀ2, À.Â. ÏÀÍÊÐÀÒÎÂ2 1 ÎÀÎ "ÏÎËÈÌÅÐÑÈÍÒÅÇ", 2 ÎÎÎ "ÝÒÈÎË", ã. Âëàäèìèð et i o l @ mail.r u Èññëåäîâàíî âëèÿíèå ÿ÷åèñòîé ñòðóêòóðû íà òåðìè÷åñêèé êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî äåôîðìèðîâàíèÿ è îáðàòíóþ ïîëçó÷åñòü õèìè÷åñêè ñøèòîãî ïåíîïîëèýòèëåíà ÏÏÝ-3Ì. Óñòàíîâëåíà çàâèñèìîñòü äåôîðìàòèâíîñòè îò õàðàêòåðà ñèëîâîãî âîçäåéñòâèÿ è îò òåìïåðàòóðû ïðè ñèëîâîì âîçäåéñòâèè íà ñòàäèè ïîëó÷åíèÿ õèìè÷åñêè ñøèòîãî ïåíîïîëèýòèëåíà. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïåíîïîëèýòèëåí, ñòðóêòóðà, äåôîðìàöèÿ. Influence of cellular structure on thermal coefficient of linear deformation and on opposite creep of sew cellular polyethylene has been studied. The dependence of deformation on the type of use force and on the temperatures of use force is shown. Keywords: cellular polyethylene, structure, deformation Òåðìè÷åñêîå äåôîðìèðîâàíèå ïîëèýòèëåíà (ÏÝ) ÷àñòî õàðàêòåðèçóþò êîýôôèöèåíòîì òåðìè÷åñêîãî ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ. Îíî çàâèñèò îò ñòðóêòóðû ÏÝ è ðåëàêñàöèîííûõ ïåðåõîäîâ â í¸ì [1−2]. Îðèåíòàöèîííàÿ âûòÿæêà ÏÝ íà ðàçëè÷íûõ ñòàäèÿõ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà èçãîòîâëåíèÿ ýòîãî òåðìîóñàæèâàþùåãîñÿ ìàòåðèàëà â çíà÷èòåëüíîé ìåðå îïðåäåëÿåò âåëè÷èíó óñàäêè è óñàäî÷íûõ íàïðÿæåíèé, âîçíèêàþùèõ â ïîëèýòèëåíå ïðè ïîñëåäóþùåé òåðìîîáðàáîòêå [3]. Îäíàêî, îñîáåííîñòè ãàçîíàïîëíåííûõ ïîëèìåðîâ, èõ ñâîéñòâà çàâèñÿò íå òîëüêî îò ìîëåêóëÿðíîé ñòðóêòóðû è èñêëþ÷èòåëüíîãî ðàçíîîáðàçèÿ íàäìîëåêóëÿðíûõ îáðàçîâàíèé ïîëèìåðíîé ìàòðèöû, íî òàêæå îò ãàçîâîé ôàçû è îò õàðàêòåðà ÿ÷åèñòîé è íàäúÿ÷åèñòîé ñòðóêòóðû ïåíîïëàñòîâ [4]. Ñ ó÷¸òîì èçëîæåííîãî çàäà÷åé ðàáîòû ÿâèëîñü ðàññìîòðåíèå îñîáåííîñòåé âëèÿíèÿ ÿ÷åèñòîé ñòðóêòóðû íà äåôîðìèðîâàíèå õèìè÷åñêè ñøèòîãî ïåíîïîëèýòèëåíà ÏÏÝ-3Ì ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû. Îáúåêòîì èññëåäîâàíèÿ âûáðàí ÏÏÝ-3Ì, ïîëó÷àåìûé ïî ïðåññîâîé òåõíîëîãèè ñ èñïîëüçîâàíèåì ÏÝÂÄ, ñøèâàþ- 8 ùåãî àãåíòà − ïåðîêñèäà äèêóìèëà, ðåãóëÿòîðà êðàòíîñòè âñïåíèâàíèÿ − àçîäèêàðáîíàìèäà è äðóãèõ öåëåâûõ äîáàâîê [5−6]. Ïîëó÷åíèå ìàòåðèàëà âêëþ÷àåò ñòàäèè: ïîëó÷åíèå ïåíîîáðàçóþùåé êîìïîçèöèè, ôîðìîâàíèå ïåíîîáðàçóþùåé êîìïîçèöèè, ïðåññîâàíèå îòôîðìîâàííûõ çàãîòîâîê, ïðîöåññ âñïåíèâàíèÿ, îõëàæäåíèå âñïåíåííîãî áëîêà. Ïðè ýòîì ïðîöåññ ñøèâàíèÿ ÏÝ äîëæåí îïåðåæàòü ïðîöåññ âñïåíèâàíèÿ. Ïîëó÷åíèå ÏÏÝ-3Ì è åãî õàðàêòåðèñòèêè îïèñàíû ïîäðîáíî â ðàáîòàõ [5−6]. Îáðàçöû äëÿ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ èñïûòàíèé âûðåçàëè èç áëîêîâ ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû ðàçìåðàìè 1000õ1000õ30 ìì, èçãîòîâëåííûõ â çàâîäñêèõ óñëîâèÿõ ÎÎÎ "ÝÒÈÎË". ÏÏÝ-3Ì êàæóùåéñÿ ïëîòíîñòè γ ≈ 71 êã/ì3 èìåë èíòåãðàëüíóþ ÿ÷åèñòóþ ñòðóêòóðó: ïîâåðõíîñòíûé ñëîé òîëùèíîé ≈2 ìì ñ êàæóùåéñÿ ïëîòíîñòüþ γ ≈ 130 êã/ì3 è ñðåäíèé ñëîé îäíîðîäíîãî ïåíîïëàñòà òîëùèíîé 26 ìì ñ γ ≈ 64 êã/ì3. Âëèÿíèå äàâëåíèÿ ïîäæàòèÿ è òåìïåðàòóðû ïðè ðèõòîâêå íà òåðìè÷åñêîå äåôîðìèðîâàíèå ïîëó÷åííîãî ÏÏÝ-3Ì îïðåäåëÿëè íà îáðàçöàõ, âûðåçàííûõ èç áëîêîâ ïðÿìîóãîëüíîé