Методы исследования реологических свойств полимеров


Изучение структурно-механических свойств растворов и расплавов полимеров, а также эластомеров и твердых полимеров обычно производится следующими тремя методами, разными по назначению, но характеризующимися общностью получаемых результатов.
1. Изучение кинетики развития деформации сдвига у при постоянном заданном напряжении Р и кинетики спада деформации после мгновенной разгрузки (при Р = 0) —измерение последействия y=f(t) при нагружении и после разгрузки.
2. Изучение релаксации напряжения P=f(t) или (что то же самое) релаксации модуля сдвига G=f(t) при различных значениях первоначально заданной деформации, сдвига у, поддерживаемой во время опыта постоянной.
3. Изучение кинетики установления стационарного ламинарного течения, т. е. изменения Р во времени с увеличением у при заданной скорости сдвига. Этот способ позволяет по полученным зависимостям Р(у) или P(t) определять характер связи напряжения сдвига со скоростью деформации в условиях установившегося течения.
При достаточно большой площади сдвига и узком зазоре напряженное состояние полимерной системы можно считать соответствующим однородному сдвигу. Это означает, что соответствие между полем деформаций (или скоростей деформаций), с одной стороны, и полем напряжений — с другой, описывается с помощью трех величин, зависящих от времени: относительной деформации сдвига у, ее скорости у (или, что то же самое, градиента скорости в зазоре) и напряжения сдвига Р. Чаще всего исследование вязкого течения линейных полимеров проводится при деформации сдвига, реже — при растяжении или сжатии, так как в этих случаях не удается достичь однородного напряженного состояния при больших напряжениях из-за потери устойчивости процесса течения.