Исследование реологических свойств и оптимизация процесса отверждения связующих для полимерных композиционных материалов

4.2 Зависимость вяжисти от температуры и энергия активации вязкого течения Изучение температурной зависимости вяэкости полимеров имеет важнейшее значение для понимания механизма процесса их течения и для выяснения связи между структурой макромолекул и их поведением при деформирсвшии. Температурная зависимость вязкости полимеров существенно влияет на их технологические свойства, поскольку чувствительность вязкости к изменению температуры определяет не только выбор режима переработки, но зачастз'ю качество изделий и требования к контрольно-регулир>тощей аппаратуре. Вязкость зависит от молекулярной массы. В области малых молекулярных масс вязкость пропорциональна молекулярной массе; % = кМ^, где к - константа пропорциональности; Л/<в - средневесовая молекулярная масса. Когда молекулярная масса возрастает настолько, что макромолекула приобретает значительную гибкость, возникают зацепления и захлесты длинных цепных молекул, т.е. образуется флукггуационная сетка. Начиная с некоторого значения Ма,, вязкость далее растет не только потому, что молекулы становятся длиннее, но и потому, что число зацеплений, приходящихся на одну молекулу, становится все больше. Это определяет более сильную зависимость вязкости от молекулярной массы: tjo = Согласно современным представлениям элементарный акт процесса течения состоит в том, что молекул}фно кинетическая единица преодолевает потенциальный барьер при переходе из одного положения в другое. Для этого она должна обладать достаточной энергией Для описания температурной зависимости вязкости ньютоновсих жидкостей используют известное уравнение Аррениуса- Френкеля - Эйринга (АФЭ): 7 7 а ( 1 ) где Е - энергия активации вязкого течения, кДж/моль; А - предэкспоненциальный коэффициент, зависящий от молекулярной природы и имеющий размерность вязкости; R - газовая постоянная, кДж/моль; Т— абсолютная температура, К. Прологарифмировав выражение (1): In По = In А + (E/RT) и изобразив графически зависимость Inrj от обратной температуры 1/Т. получим прямую линию, наклон которой позволяет определить энергию активации вязкого течения (рис 7). В координатах Ig г\ - 1/Т уравнение (рис.1.5) - прямая линия Прямолинейность хорошо соблюдается в интервале 30 - 40° . В более широкой области температур наблюдается отклонение от прямой, указывая, что величины А и Е существенно изменяются с температурой. По темперааурной зависимости вязкости определяют энергию активации вязкого течения полимеров Е. 9