Сборник задач и расчетно-графических работ по технологии переработки полимеров

Сборник задач и расчетно-графических работ по технологии переработки полимеров

Содержание

1. Формование изделий (1,2,3,4,5,6,7)

2. Характеристики волокнистых наполнителей (8,9,10)

3. Отверждение термореактивных связующих (11,12,13,14,15,16)

4. Физико-химическое взаимодействие между связующим и наполнителем в переходных слоях(17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30)

5. Диффузионные процессы в системе «связующее-наполнитель» (31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43)

6. Структура и свойства сетчатых полимеров (44,45)

7. Материальные расчеты (46,47)

8. Статистическая обработка результатов измерений (48)

1. Рассчитать массовую скорость m , г / мин истечения расплавленного поликапроамида при линейной скорости формования v=700 м/ мин капроновой нити метрического номера N=10,7 , если плотность капрона ρ=1,14 г/ см³ . Рассчитав эффективное сечение нити S,мкм² по соотношению

S=10⁶ / Nρ , определите условный радиус нити r.

Решение:

Толщина нити в текстах Т=1000/N=93,4 г/1000м

S=≈82000 мкм² =8,2·10^-4 см² .

Объёмная скорость V истечения расплава V=v· S=7·10⁴ cм/мин·8,2·10⁴ см² =57,4 см³ /мин

Массовая скорость истечения расплава

m=V·ρ=57,4 cм³ /мин·1,14 г/см³ =65,4 г/мин=1,09·10^-3 кг/с

S=πr² ; r=√S/π=√82000/3,14=160 мкм

Ответ: m=65,4 г/мин; r=160 мкм

2. Пользуясь законом Пуазейля m=, определить поправку q, характеризующую отклонение реального полимера от ньютоновской жидкости. Принять : m=65,4 г/мин =1,09·10^-3 кг/с. ∆P=10кгс/см² =1,02·10⁶ Па; r=160мкм; ρ=1,14 г/см³ ; ℓ=1см ; η=8 Па·с

Подсчитать, во сколько раз понизилась вязкость при течении? Какова причина этого явления?

Решение:

Для расчёта величины q из указанного соотношения все входящие в него величины необходимо выразить в единицах системы СИ:

∆P=10кгс/см² =10/9,8 МПа=1,02 МПа=1,02·10⁶ Па

r=160 мкм=160·10^-6 м=1,6·10^-4 м; ρ=1,14 г/см³ =1,14·10^-3 кг/см³ =1140 кг/м³ ; ℓ=1см=10^-2 м;

q=;

В начальном состоянии : η₁ =η_н

В конечном состоянии : η₂ =η_к =0,0275η_н

Ответ: q=2,75·10^-2 ; вязкость полимера понизилась в 36 раз.

3. Найти показатель степени m в обобщённом законе течения жидкостей σ=η·γ^m , если при увеличении напряжения σ в 2 раза скорость деформирования γ увеличилась в 12 раз, а вязкость η жидкого полимера понизилась в 5 раз. О каких структурных изменениях в полимере свидетельствует полученное значение m?

Решение

Записываем обобщённый закон течения в начальном и конечном состояниях рассматриваемой системы:

σ₁ =η₁ γ₁ ^m

2σ₁ =0,2η₁ ·12^m γ₁ ^m

Почленно логарифмируем эти соотношения:

ℓgσ₁ =ℓgη₁ +mℓgγ₁

ℓg2+ℓgσ₁ =ℓg0,2+ℓgη₁ +mℓg12+mℓgγ₁

и вычитаем одно из другого:

ℓgσ₁ -ℓg2-ℓgσ₁ =ℓgη₁ +mℓgγ₁ -ℓg0,2-ℓgη₁ -mℓg12-mℓgγ₁

После взаимного уничтожения некоторых слагаемых получаем алгебраическое уравнение:

+ℓg2=+mℓg12+ℓg0,2;откуда m=≈0,92

Ответ: m=0,92; значение m‹1 свидетельствует об уменьшении размера надмолекулярных структур в процессе переработки полимера.

4.Найти напряжение σ, при котором вязкость расплава поликапроамида составляет η=9 Па·с при скорости деформирования γ=0,3 мин^-1 , если показатель степени в обобщённом законе течения σ=ηγ^m m=0,92.

Решение:

γ=0,3 мин^-1 =с^-1 =0,005 с^-1

Применяем обобщённый закон течения:

σ=9·0,005^0,92 ;

ℓgσ=ℓg9+0,92ℓg(5·10^-3 )=ℓg9+0,92ℓg5-2,760=0,954+0,92·0,699- 2,76=0,954+0,643-2,760=-1,163. Следовательно σ=10^-1,163 ≈0,07 Па

Ответ : σ=0,07 Па

5. Вычислить среднюю массу межузловых цепей в сетчатом полимере, если модуль упругости при растяжении Е_р =10⁹ Па. Расчёт проводить по соотношению где Т=393 К, ρ=1200 кг/м³ , R=8,31 Дж/моль·К. Каково соотношение между модулями упругости при растяжении и межслоевом сдвиге?

Решение

=

Полученное среднее значение массы межузловых цепей М_с =12 г/моль соответствует физическим узлам ветвления (перепутывания), пос

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать