ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАСТМАСС НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИДОВ

Вискозиметрия

Вязкость растворов. Вязкость разбавленного рас­твора дает информацию об объеме, форме и гибкости полимерных молекул и их взаимодействии с раство­рителем. Обсуждение интерпретации результатов ви- скозиметрических измерений выходит за рамки на­стоящей монографии, но основные принципы были изложены в гл. 3. Детальное рассмотрение этой про­блемы было проведено Петерлиным [1].

Стандартные вискозиметрические методы, исполь­зуемые для изучения молекулярной структуры и кон­троля качества полиамидов в технологических процес­сах, приведены в международных стандартах и крат­ко будут описаны ниже.

1. Рекомендация ISO R 307. Определение числа вязкости полиамидов в разбавленном растворе (май 1963 г.). Число вязкости, как уже говорилось выше, выражается при помощи следующего простого соот­ношения:

Т1 — Т)о _ t — to

ТіоС t0C

Где г) — абсолютная вязкость раствора; г|о — абсолютная вязкость растворителя; С — концентрация, г полимера на мл раствора; t — время истечения раствора; t0—время истечения растворителя.

На практике в качестве растворителя используют муравьиную кислоту или ж-крезол и растворы поли­меров с концентрацией 0,005 г/мл. Для определения времени истечения применяют вискозиметры с вися­щим уровнем типа вискозиметра Уббелоде. Измере­ния проводят при 25 °С. При образовании стабильных растворов изучаемых полиамидов использование дан­ного метода дает воспроизводимые результаты.

2. Рекомендация ISO R 600. Определение отноше­ния вязкости полиамидов в концентрированном рас­творе (август 1967 г.). Этот метод, в сущности, со­впадает с описанным в ASTM D 789. Отношение вяз­кости, или относительная вязкость г|/г|0 (см. табл. 3.1), выражается следующим образом:

К Т d Ко Т0 d0

Где К—постоянная прибора, используемого для измерения вяз­кости раствора; Ко — постоянная прибора, используемого для из­мерения вязкости растворителя, в данном случае муравьиной кис­лоты; Т— время истечения раствора, с; Т — время истечения рас­творителя, с; d — плотность раствора; da — плотность раствори­теля.

В этом методе в качестве растворителя исполь­зуется 90%-ный водный раствор муравьиной кислоты. Вязкость раствора полиамида концентрацией 8,4% (масс.) определяют на вискозиметре Оствальда при 25 °С.

В обоих приведенных вискозиметрических методах присутствие остаточного мономера в полиамиде ока­зывает значительное влияние на полученные резуль­таты. Поэтому перед определением необходимо опре­делить содержание мономера в испытуемом образце. Наполнители и добавки, если они влияют на вяз­кость, должны быть удалены перед определением.

Большое влияние на вязкость растворов оказы­вает температура. Для обеспечения необходимой точ­ности измерений колебания температуры в процессе эксперимента не должны превышать ±0,01 °С. При контроле качества промышленных партий полиамидов допускаются колебания до ±0,1 °С. Метод определе­ния вязкости разбавленных растворов по ISO R 307 преимущественно используется для изучения молеку­лярной структуры полиамидов, а метод определения вязкости концентрированных растворов R 600—для контроля качества полиамидов в технологических процессах.

Вязкость расплавов. Подобно вязкости растворов, вязкость расплава полиамида может давать инфор­мацию о молекулярной массе полимера (см. стр. 74). На рис. 6.1 приведена зависимость эффективной вяз­кости расплава ПА 6 от скорости сдвига [2].

Вязкость расплава полиамидов уменьшается с ро­стом температуры, что может быть описано следую­щим соотношением:

!g г| = <4 + В/Г

Где Т — абсолютная температура, К; ті — вязкость; А, В — кон­станты.

Два других фактора, влияющих на вязкость рас­плавов полиамидов, должны также приниматься во внимание. Это — присутствие мономера, понижающее вязкость, и инертный наполнитель, увеличивающий вязкость расплава.

Среди многочисленных методов измерения вязко­сти расплавов, приводимых в литературе, следует различать методы, позволяющие определять не за­висящие от скорости сдвига величины вязкости в аб­солютных единицах, и методы, согласно которым из­меряется эффективная вязкость при произвольно вы-

Бранной скорости сдвига. Информацию о молекуляр­ных параметрах полимера дает только первая группа методов. Вторая группа методов широко распростра­нена для определения реологических свойств распла­вов в производственном контроле. Более подробно это описано на стр. 75.