Формование тары из многих пластических масс происходит в результате их течения [14, 34, 49] Текучесть полимеров увеличива­ется с уменьшен ием степени поли меризации, с повышением темпе­ратуры, а также при введении в полимерную композицию пласти­фикаторов. Основные закономерности влияния указанных факторов на текучесть полимеров давно известны.

Нужно помнить, что общая деформация полимеров, развивающа­яся во времени, не является исключительно необратимой деформа­цией течения (нередки случаи, когда ползучесть пластмасс характе­ризуют временной зависимостью полной деформации, отождеств­ляя последнюю с необратимой деформацией вязкого течения). На ползучесть пластмасс может оказывать большое влияние вынужден­но-эластическая или высокоэластическая деформация, исчезающие со временем либо под действием повышенных температур, либо в результате набухания материала

Этот эффе кт особенно сильно выражен лля полярных полимеров (например, эфиров целлюлозы, поливинилового спирта илр ), а так­же полимеров, содержащих <>бъемные заместители (например, по­листирола) Для таких полимеров «остаточная деформация» подчас является всецело задержанной высокоэластической и этот факт мо­жет быть причиной неудач при получении тары. Тара, изготовлен­ная в режимах, когда остаточная деформация представляет собой задержан нук > высокоэластическую, с течением времени (при нагре­вании или набухании) восстанавливает форму заготовки, которую она имела до процесса ф< >рм< >вания

Разделение общей деформации на обратимук > и необратимую ком­поненты по существу несложно [55, 57]. Гораздо труднее отыскать объективного закономерность развития дофефмации, выражаемой соотношением между напряжением и скоростью деформации. Как известно, для ньютоновских жидкостей закон течен ия (закон Ньк >то — на) имеет вид

Х

(2 36)

Или в,

Dzc x

Dt Т)

Где ес — деформация сдвига, ёс — скорость сдвига, t — время, х —

Напряжение сдвига, rj — коэффициент вязкости

В случае одноосного растяжения вместо скорости деформации

Можно использовать градиент скорости ьс/1, где ёс =АШ —скорость

Смещения верхнего основания призмы относительно нижнего (рис. 2.13) Тогда уравнение (2.36) запишется следующим образом:

(2.37)

Площадь 5

Рис 2.13 Схематическое изображение деформации жидкого тела поддеиствием напряжения сдвига

Графически закон Ньютона изображается прямой (рис. 2 14), уг­ловой коэффициент которой равен 1/т] Для большинства расплавов термопластов скорость сдвига увеличивается быстрее напряжения сдвига (кривая 2 на рис. 2.14)

Х

Для таких жидкостей характерно падение вязкости с возрастани­ем т. Условно принимают., что в любой точке кривои Означение ско­рости сдвига определяется законом Ньютона, но в то же время ц яв­ляется не константой, а функцией х Вели[1] син у т] = F{X назы вают эф­фективной вязкостью, а связь между е и х представляют в виде

(2.38]

Рис 2 14 Кривые точения пью шновской (/), псевдопластичной (2), дилагантнои (3) жидкостей, тела Сен Венана (4),тела Ьингама (5)

Увеличение скорости сдвига с повышением деформирующего на­пряжения объясняется, в частности, развитием в процессе течения высокоэластической деформации, в результате чего свернутые мак­ромолекулы распрямляются и оказывают меньшее гидродинамичес­кое сопро гивлепие при течении С )тот эффект наиб< >лее четко просле­живается для случая одноосного растяжения эластомеров При растяжении все эффекты, связанные с развитием высокоэластичес — кои дефо] )Mai ми, можно выявить в наиболее «чистом виде», так кАк при одноосной деформации эластомеров ее значения достигак >т 1000%

Для установления зависимости между напряжением а и дефор­мацией с при растяжении надо, как обычно, задавать определенное постоянное значение одной величины (например, а) и при этом оп­ределят ь соответствующее ему значение другой (например, е) Для поддержания заданного значения а необходимо учитывать необра­тимое уменьшение поперечного сечения образца при растяжении Действующее при растяжении усилие /определяет отношение ско­рости продол ьного смещения сечения образца к его дл ине I д в тек у — щии момент времени Это отношение может быть выражено как

Где т] -— вязкость материала при растяжении,/ л — необратимая со­ставляющая длины образца, получаемая после прогрева разгружен­ного образца, 5() — площадь поперечного сечения нрдеформирован-

Него образца, T — время действия нагрузки; £ — необратимая де­формация образца. Обозначим

(2 40)

Dt dt Тогда

Где 1() — начальная длина образца.

(2.41)

Подставляя (2.40) в (2 39), получаем выражениедля деформирую­щей сил] л F:

Г „ Ы J<1

‘ =4ri—————-

Р Dl 1 f £

!1Л

Разделив / на величину поперечного сечения, исправленного с уче­том его уменьшения за счет необратимой деформации [-Sn/f 1 +£пл )],

Получим выражение дя растягивающего напряжения, обусловли­вающего необратимую деформацию EIia:

А = ЛР —

(2.42)

Dt

На рис. 2.15 показана зависимость необратимой (пластической) деформации g ^эластомеров, полненная на примере полиизопрена с молекулярной массой 1,83 10′ в режиме одноосного растяжения [36].

■"ПЛ

240

480

720 T, с

Рис. 2.15 Экспериментальная зависимость е л = F[t Для полиизопрпна: / —первый цикл деформации 2— второй никл деформации

Решая дифференциальное уравнение (2 42) относительно вели чины 8пд, получаем

T + с,

ЕПл =

О»

Tli

(2 43}

Где с — растягивающее напряжение, поддерживаемое постоянным с у четом необратимого изменения длины при растяжении, £ — по­стоянная интегрирования, имеющая смысл компоненты необрат и — мой деформации, связанной с необратимым разрушением структу­ры (например, вследствие мехаиохикических процессов).

Рассмотрев поведение полимеров при течении, можно заключить, что вязкость, имеющая огромное значение при переработке полиме­ров, зависит от природы полимера, его молекулярной массы, но она может изменяться в зависимости от условии переработки, т. е. от ве­личины приложенного напряжения, скорости деформирования ма­териала и температуры Это позволяет направленно регулировать процесс формования тары из полимеров.

Производство тары из полимерных пленок и листов

Особенности механических свойсть полимеров в высокоэластическом состоянии

Интервал температур, в котором можно наблюдать высокоэлас­тические свойства полимеров, равен разности температур (Т — Т) Для сетчатых полимеров верхним пределом эластических свойств является температура начала термического разложения Т, так как из-за межцепных химических связей полимер течь не может и при высоких температурах начинает разлагаться, деструктироваться, не переходя в текучее состояние Эластические свойства целесообразно рассмотреть на […]

Производство мягкой потребительской тары на фасовочно-упаковочных автоматах термоформовочного типа

Термоформовочные автоматы позволяют упаковывать любые виды продукции с использованием всех возможных методов ее по­дачи в отформованную часть тары. 11ижняятермоформованная часть из однослойного или многослойного полимерного материала являет­ся жесткой или полужесткой. Верхняя крышка отличается гибкос­тью, минимальной жесткостью. Она выполнена, как правило, из мно­гослойного материала, поэтому обладает хорошими барьерными свойствами, способностью к сварке ил и склеиванию, пригодна […]

Контакт но-тепловая сварка

Контактно-тепловую сварку нагретым ин< трументом осуществ­ляют с односторонним или л, вусторонним нагревом (рис. 4.41). Рис. 4.41. Схема контактно-тепловой сварки с од] юсторонним (а) и двусторонним (6) нагревом: 1 — нагретый инструмент; 2 — прокладки; 3 — свариваемые материалы; 4—холодный инструмент, мгн — температура нагретого инструмента; t2 — температура внешней поверхности изделия; Т —температура свариваемых поверхностей; […]