Явление проскальзывания на стенках
До сих пор при выводе всех уравнений использовалось предположение об отсутствии проскальзывания на стенках канала. Иными словами, предполагалось, что жидкость, текущая через канал экструзионной головки, прилипает к поверхности стенок, что равносильно граничному условию = 0 на стенках канала (рис. 3.8, а [37]). Однако это допущение становится некорректным для некоторых композиций жесткого ПВХ, высокомолекулярного полиэтилена ПЭВП, композиций на основе каучука после того, как достигается критическое значение сдвигового напряжения [например, см. работы 25,26,38]. При превышении критического значения расплав может проскальзывать вдоль стенок (иногда с трением) с конечной скоростью v (рис. 3.8, с).
\ЧУ |
Ь) |
W ^ ч\\\ч\\^ |
Рис. 3.8. Профили скорости полимерных расплавов при различных граничных условиях: случай (а) — прилипание материала к стенке, случай (b) — пограничный слой в виде скользящей пленки, случай (с) — проскальзывание с конечной скоростью |
Vwair Vg |
с) |
а)
В работе [25] приведен диапазон значений критических напряжений сдвига для полиэтилена, величина которых составляет 0,10-0,14 Н/мм2 и выше которых, как правило, наблюдается проскальзывание материала вдоль стенок канала.
Между двумя этими предельными случаями (прилипание и скольжение расплава по стенкам канала) возможен и промежуточный вариант, при котором у стенки канала образуется тонкий пограничный слой в виде скользящей пленки низкой вязкости (рис. 3.8, Ь). Такой вариант течения часто наблюдается при экструзии композиций с внешними смазками.