Ömledékállapot, folyás Vázlat Rugalmas hatások Weissenberg effektus reológiai duzzadás ömledéktörés Nyújtási folyás Fogalmak, definíciók Folyásgörbék típusai időfüggés nyírásfüggés küszöbfeszültség A folyás mechanizmusa Meghatározó tényezők nyírás hőmérséklet mólsúly nyomás

Folyás Fogalmak, definíciók Folyás: a molekulák tömeg-középpontjainak egymáshoz viszonyított elmozdulása Irreverzibilis deformáció Az energiarugalmas defor-máció elhanyagolható Nagyrugalmas deformáció van – orientáció, konformáció változás Polimer – viszkoelasztikus anyag Általában nyírás idézi elő Alapösszefüggések y f mozgó dy x álló

Folyás Fogalmak – hatások Alapösszefüggések Newtoni folyásegyenlet Eltérések a newtoni viselkedéstől nyírásfüggés időfüggés küszöbfeszültség Viselkedés nyírás és időfüggés különleges testek

Folyás Folyási típusok Newton Bingham Euler Saint Venant reopektikus tixotrop dilatáns pszeudoplasztikus A polimerek pszeudoplasztikus (struktúrviszkózus) anyagok.

Folyás Nyírás és időfüggés Általában diszperz szerkezet lebomlása és felépülése.

Folyásgörbék Nyírás és időfüggés Szerkezet – reopexia Nyírásfüggés – folyásgörbe

Folyás Viszkozitás – definíció Newtoni Látszólagos Differenciális tg = a

Folyás Mechanizmus H1 H Energia (J) Szabad térfogat Távolság (Å) Energia (J) Szabad térfogat Kölcsönhatás, átugrás Nyírás – torzult gát Aktiválási energia Kismólsúlyú anyag

Folyás Mechanizmus – szegmens Eyring-Frenkel Hőmérsékletfüggés

Folyás Mechanizmus – polimer Arrhenius típusú egyenlet Kölcsönhatás – párolgás, kondenzáció Polimer: aktiválási energia túl nagy – bomlás Folyási egység a szegmens Orientáció és fizikai térháló Nyírásfüggés, három tartomány

Folyás Fizikai térháló szerepe Kicsapás Kicsapott polimer hőkeze-lése Összegzett nyírási deformá-ció hatása Mólsúlyfüggés, kritikus mólsúly

Viszkozitás Nyírásfüggés – tartományok Newtoni viszko-zitás Nyírásfüggés Teljes orientáció 0 

Viszkozitás Átmenet Gyakorlat, feldolgozás Átmenet függ a polimertől Látszólagos viszkozitás – nyírásfüggés Molekuláris alapon nyugvó leírás nincs Empirikus egyenletek

Viszkozitás Nyírásfüggés – hatványtörvény Linearizált alak Látszólagos viszkozitás Látszólagos viszkozitás Differenciális viszkozitás

Viszkozitás Hatványtörvény – alkalmazás Nemlineáris összefüggés

Nem-newtoni tartomány Empirikus összefüggések Rabinowitsch Ferry Bartenev Ellis Reiner – Philippoff Carreau

Viszkozitás Mólsúlyfüggés Kritikus mólsúly Fizikai térháló Meredekség 1.00-1.25 3.4

Viszkozitás Hőmérsékletfüggés Eyring-Frenkel Aktiválási energia Doolitle WLF egyenlet

Viszkozitás Hőmérsékletfüggés WLF egyenlet referencia: PIB (Tg + 50°) érvényesség: Tg + 100 °C nagyrugalmas állapot viszkozitás: 1010 >> 105 nemcsak szabad térfogat Aktiválási energia – átmeneti tartomány Eltérés a lineáris összefüggéstől, változó szegmensméret

Viszkozitás Hőmérséklet – aktiválási energia Polimer Aktiválási energia (kJ/mol) Poli(etilén-glikol) 28-39 Polisziloxán 9-15 poli(1-4 cisz-butadién) 20.9 Polietilén, HDPE 25-32 Polietilén, LDPE 54-57 Polipropilén (izotaktikus) 80-96 Poli(izo-butilén) 9-15 Polisztirol 92-175 PVC 100-105 Polikarbonát 110-125 Cellulóz-aceto-butirát 290

Viszkozitás Hőmérséklet és nyírás Polimer T n (1/s) (°C) Polietilén1 0.01 108 0.84 0.01 230 1.00 Polietilén2 0.1 112 0.59 0.1 250 0.88 10 125 0.33 10 250 0.59 Poli(izo-butilén) 1000 38 0.30 1000 149 0.49 Természetes kaucsuk 100 39 0.17 100 93 0.25

Viszkozitás Nyomásfüggés Kismólsúlyú anyagok Szabad térfogat

Viszkozitás Nyomásfüggés Gyakorlat szempontjából fontos – fröccsöntés

Rugalmas hatások Orientáció, fizikai háló Relaxáció, visszaalakulás Normálfeszültség Weissenberg effektus Rugalmas deformáció kismólsúlyú folyadék polimer

Rugalmas hatások Reológiai duzzadás, ömledéktörés

Rugalmas hatások Reológiai duzzadás Nyírás és nyújtás – fokozott orientáció és deformáció

Rugalmas hatások Rugalmas turbulencia, ömledéktörés Kritikus értékek – termelékenység

Rugalmas hatások Időfüggés