Способ определения реологических характеристик вязкоупругой жидкости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И Я 724986 Семз Советских Селлалмсщчесех Ресвтблмк(45) Дата опубликования описания 30,03.80(51) М.Кл6 01 Х 11/00 Государственный комнтет СССР вс делам изобретеммй и открцтмй(71) Заявители Московский ордена Трудового Красного Знамени институтхимического машиностроения(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХХАРАКТЕРИСТИК ВЯЗКОУПРУГОИ ЖИДКОСТИ1 2 Изобретение относится к области определения реологических свойств вязкоупрупих жидкостей.Известен способ определения реолопичеаких свойств вязкоупругих жидкостей, ло. которому цилиндрический образец,из вязкоупругой жидкости одноосно вытягивают наповерхности жидкости 111,Недостаткомэтого способа являетсявозникновение и развитие неоднородностидеформации .вследствие роста напряженийв местах их начальной неоднородности,обусловленной разнотолщинностью, неодно.родностью температурного поля и т. д,Известен также способ испытания .вяз.юупругих материалов с целью полученияболее общих .рвологочеоких параметров (посравнению с реологичеокими параметрами,полученными лри одноосной вытяжке), вкотором реологические лараметры вязкоупругого материала, получают в опытах надвухосное растяжение прямоугольной пластины из вязкоупругово материала в двухвзаимнолерпендикуляреых направлениях121, Этот способ является .наиболее близкимк изобретению по технической сущности идостигаемому результату;Недостатки вышеуказайного способапроявляются в том, что вероятность возникновения начальной неоднородности напря. жений в образцах с развитой поверхностью,иаиими являются пленки, увеличивается.Кроме того, недостатком этого способа получения общих реологоческих параметроввязкоупругих жидкостей является невозможность осущвствления на одном образцевариации отношения деформаций и деформаций в главных направлениях, что требуетиспользования множества образцов с оди 1 О иаковыми свойствами и значительно увеличивает,продолжительность процедуры определения реологических параметров вязкоупругих жидкостей, Вследствие этого способ является возможным только для иопы 15 тания упругих и вязкоупругих твердых тели не приемлем для испытания вязкоупругихжидкостей вследствие развития неоднородности деформации, значительно уменьшающей точность определения реолотических20 параметро.в.Целью изобретения является обеспече- ние однородности деформации и получениереологических параметров при различныхвеличинах деформации вязкоупругой жид 25 кости,Подложка способствует возврату исходного образца нязкоупругой жидкости в начальное состояние. Это позволяет проводить эксперимент на одном образце, уменьЗО шить время, необходимое для определенияс3общих рвологических параметров, .повыситьточность эксперимента,Сущность изобретения состоит в том, что процесс растяжения,вязкоупругой жидкости осуществляется на упругой подложке, реологические параметры которой были определены в предварительном эксперименте (двухосное растяжение с,вариацией отношения деформаций и вариации деформаций в главных направлениях и регистрацией деформаций и,напряжений). Мвжду поверхностями образца и подложки устанавливают адгезионную связь, исключающую проскальзывание образца относительно подложки,в процессе растяжения (удаление пудры, обезжиривание поверхности, нагрев в вакууме). 01 пределяют деформапионные характеристики пакета, составленного из вязкоупругой жидкости и подложки, По разности деформанионных характеристик пакета и подложки определяют деформационные характеристики вязкоупругой жидкосги, по которым определяют реологические параметры вязкоупругой жидкости, Использование уцругой подложки исклйчает,возникновение неоднородности деформации и позволяет ,производить возврат образца в начальное состояние, что обеспечивает достижение поставленной цели,П р им е р 1. Пленочный образец из уп.ругого матернала (подложка) зажимается а тянущем устройстве и:производится его вытяжка, в процессе . которой регистрируются напряжения я двформации. Материалом подложки может служить материал, способный к большим упругим деформациям, в которо 1 м процессы релаксации протвкают очень медленно, например латвксная резина на основе натурального каучу ка, сшитая радиационно или химически, Эксперимент проводят с вариацией отношения деформаций и деформаций в главньы йаправлениях, что позволяет по найденным деформационным завискмостям определить общие реолотические параметры подлож.ки. Затем Ба подлоику,накладывают пластину из вязкоупругой жидкости,и устанав.ливают адгезионную связь последней с позерхностью подложки (например, для термопластов нагревом,в вакууме), Полученный па:кет йспытьвают "двухооййм "раст,яжением подобно тому, как это делалось для упругой подложки, Полученные опытные данные для птодломки и пакета апроксимируют для каждого момента времени, например, изотропной функцией Рейнера, и"вычитанием напряжения в подложке из на:пряжения в пакете (при одинаковых дефор.мациях),находят деформационную зависимость вязкоупругой жидкости, по которойопределяют реологичвские параметры вязкоупругой жидюсти,П р,и м е р2, Два пленочных образцаз упругого. материала зажимают в тяну. щем устройстве и производят двухоснуювытяжку в процвссе которой регистрируютна.ряения и двформации, Эксперимвнтпров ят с .вариацией отношения деформаций и,деформаций в глааных направлениях.Затем составляют пакет из пластин упругого материала .и вязкоупругой жидкости таким образом, чтобы пластина упругой жид.кости находилась между пластинами упругого материала, устанавливают, адгезионную связь и определяют деформационные,характеристики,пакета в условиях двухос ного растяжения при вариации отношениядеформаций,и деформаций в главных направлениях. Полученные опытные данныедля пакета и двух уцругих пластики апроксимируют математическими зависимостями. Вычитанием зависимости напряжение -деформация в упругих пластинах из зави 20 симосви напряжение - деформация в пакете, находят зависимость напряжение -деформация упругой жидкости, ло которойопределяют реологические параметры вязкоупругой жидкости.25 Рассмотренйые выше примеры предполагают для устранения провисания пакетапод действнем собственного веса и предот-вращения ствкания,вязкоупругой жидкостииспользование дополнительной жесткой30 подложки,П р и м е р 3, Реологические характеристики упругой подложки определяются посхеме, олисанной в примере 1. Функциюжесткой подложки выполняет упругая подложкакоторую предварительно растягивают с небольшими степенями вытяжки.Затем на подложечку накладывают пластинувяэкоупругой жидкости и производят деформацию пакета - вариацию отношевий40 деформаций и вариацию деформаций вглавных, направлениях.Вычитанием напряжения в подлоике изнапряжения в пакете йори "одних и тех жедеформациях находят зависимость напря 45 жение - деформация, ао которой определяют,реологические параметры вязкоупругой жид,кости.Изобретение может быть .использованодля определения общих реолопических па 50раметров вязкоупругих жидкостей, например, полимеров, находящихся,в расплавахили в растворах,,Изобретение позволяет определить общие рволопические параметры,вязкоупругих жидкостей в птираком классе течений,что,позволяет, с одной стороны, уменьшитьчисло экспериментов, необходимых для получения реологических свойств, с другойстороны - унифицировать испытания.60Формула изобретения Способ определения реологичвских характеристик,вязкоупругой жидкости путем наложения двухосной деформации ,в на724986 6 Составитель В. ФилатовТехред В. Серякова Корректор С, Файн Редактор Н. Коляда Заказ 115/185 Изд,191 Тираж 1033 - .".ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент правлении главных осей тензора деформации на вязкоупругую жидкость, отли ч ающийся тем, что, с целью обеспечения однородности деформации и получения реологических параметров вяэкоупругой жидкости при различных величинах деформации, составляют пакет из упругой подложки с известными деформационными характеристиками,и вязкоупругой жидкости, осуществляют адгезионную связь между 10 вязкоупругой жидкостью и упругой подложкой и по разности деформационных характеристик пакета и упругой подложки определяют реологичеокие характеристики жидкости,