полимеры. Практическая работа 1 (Восстановлен). Практическая работа 1 Решение задач по теме Формование полимерных изделий

• Название: Практическая работа 1 Решение задач по теме Формование полимерных изделий
• Анкор: полимеры
• Дата: 02.03.2023
• Размер: 198.5 Kb.
• Имя файла: Практическая работа 1 (Восстановлен).doc
• Тип: Практическая работа; #964059

Практические занятия

из рабочих программ
Практическая работа № 1

Решение задач по теме «Формование полимерных изделий».

Цель работы: Приобретение навыков практического расчета при решении задач по формованию изделий из полимерных пластмасс

Вариант 4

Задания

1. Рассчитать массовую скорость m , г / мин истечения расплавленного поликапроамида при линейной скорости формования v=650 м/мин капроновой нити метрического номера N=10,3, если плотность капрона ρ=1,14 г/ см³.

Пример решения:

Рассчитав эффективное сечение нити S,мкм² по соотношению S=10⁶ / Nρ , определите условный радиус нити r.

Толщина нити в текстах Т=1000/N=97,08 г/1000м

S= .

Объёмная скорость V истечения расплава

V=v·S=6,5·10⁴cм/мин·8,5·10^-4см²=55,25 см³/мин

Массовая скорость истечения расплава

m=V·ρ=55,25 cм³/мин·1,14 г/см³=65,99 г/мин=1,09·10^-3 кг/с

S=πr²; r=√S/π=√85000/3,14=93 мкм

Ответ: m=65,99 г/мин; r=93 мкм
2. Пользуясь законом Пуазейля m= , определить поправку q, характеризующую отклонение реального полимера от ньютоновской жидкости. Принять: m=66,8 г/мин, ∆P=7кгс/см²; r=117мкм [155; ρ=1,14 г/см³; ℓ=1см ; η=8 Па·с

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

Пример решения:

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

∆P=7кгс/см²=10/9,8 МПа=0,71 МПа=0,71·10⁶Па

r=117 мкм=117·10^-6м=1,17·10^-4м; ρ=1,14 г/см³=1,14·10^-3кг/см³=1140 кг/м³; ℓ=1см=10^-2м;

q=

В начальном состоянии : η₁=η_н

В конечном состоянии : η₂=η_к=0,0053η_н



Ответ: q=0,53·10^-2; вязкость полимера понизилась в 189 раз.

3. Найти показатель степени m в обобщённом законе течения жидкостей σ=η·γ^m, если при увеличении напряжения σ в 2 [3,4,5,6,7,8,9] раза скорость деформирования γ увеличилась в 12[11,13,14,15,16,17,18] 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=η₁γ₁^m

2σ₁=0,2η₁·12^mγ₁^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.
Рассчитать значение m при одном из заданных в таблице вариантов исходных параметров σ и γ

Вариант	σ	γ	m
1	3	11
2	4	13
3	5	14
4	6	15
5	7	16
6	8	17
7	9	18

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:

1) пересчитываем γ=0,3 мин^-1 в размерность с^-1 

Применяем обобщённый закон течения: σ=ηγ^m

Логарифмируем выражение для напряжения ℓgσ = ℓgη + mℓgγ

Рассчитываем σ в Па.

Ответ : σ = Па
5. Вычислить среднюю массу межузловых цепей в сетчатом полимере, если модуль упругости при растяжении Е_р =109Па. Расчёт проводить по соотношению   где Т=393 К, ρ=1200 кг/м³ , R=8,31 Дж/моль·К.

О какой природе узлов ветвления в сетчатом полимере, физической (перепутывание) или химической сетке, свидетельствует полученное среднее значение массы межузловых цепей М_с (г/моль). Каково соотношение между модулями упругости при растяжении и межслоевом сдвиге?
Ответ : М_с = кг/моль = г/моль