پلاستيك‌ها در چوب پلاست

پلاستيك‌ها در چوب پلاست

وزن مولكولي پلي‌اتيلن و گرانروي مخلوط ذوب‌‌شان

پلاستيك‌ها در چوب پلاست گونه های مختلف و خواص مختلفی دارند. چه چيزي مقدار‌هاي نمونه‌اي گرانروي واقعي براي HDPE هستند. جدول 1701 بعضي از داده‌ها را نشان مي‌دهد. گرانروي اغلب در سيستم SI اندازه‌گيري مي‌شود، پاسگال – ثانيه (lpd.s=10poise). در سيستم انگليسي اندازه‌گيري بكارگيري 1 Lb/in² برابر  6895=1 psi مي‌باشد  يا داده‌هاي مشابه اما در دماهاي بالا، در جدول 2. 17 داده شده است.

داده‌هاي موجود در جدول 2. 17 را مي‌توان براي درجه‌هاي تجاري HDPE با استفاده از فرمول توصيف نمود.

(28- 17)

در اينجا

نيروي 4/3 هنوز بيانگر يكي از مهمترين مشكلات حل نشده در فيزيك پليمر مي‌باشد.

آن شناخته مي‌شود وليكن براي اكثر پليمرها فرمول (28. 17) براي پليمرها كه وزن‌هاي مولكولي‌شان بالاتر از 10000-40000 معتبر هست.

تأثير دما روي گرانروي

در رابطه با پلاستيك‌ها در چوب پلاست افزايش دما باعث كاهش گرانروي برشي مي‌گردد آنهم تحت شرايطي كه گرانروي از عكس معادله (29. 17) Arrhenius با يك تقريب خوب پيروي مي‌كند. معادله Arrhenius در رئولوژي معكوس است زيرا معادله معمولي Arrhenius به كار رفته است بر حسب سرعت‌هاي از واكنش شيميايي، كه با دما افزايش مي‌يابد.

بنابراين معادله رئولوژي Arrhenius فرم قدرتي مثبت (براي شيميدان) غيرنرمال دارد. كه به شكل زير است.

جدول 2-17- گرانروي برشي صفر و وزن مولكولي ميانگين وزني براي  HDPE در

	گرانروي برشي صفر	وزن مولكولي
60/1	40	40000
00/2	100	55000
00/3	1000	100000
00/4	10000	200000
85/4	70000	400000

البته، انرژي فعال‌سازي در معادله (29. 17) يك معني متفاوت و پايه‌اي با همان معادلات وابستگي دمايي در درجه‌هاي واكنش شيميايي دارد همچون جنبش شيميايي. در معادله جنبش شيميايي بالا، K يك ويژگي پايه از پليمر و وزن مولكولي و توزيع آن هست، E انرژي فعال جريان، R ثابت جهاني گاز.

همين‌گونه دريافت شد. اين معادله با تخريب مناسبي كار مي‌كند. به اين علت كه دامنه دما به گونه‌اي كه به طور نوعي اعمال شده است، و در زير اين دامنه پلاستيك جامد است و در بالاي آن پلاستيك جامد است و در بالاي آن با پلاستيك تجزيه شده است بنابراين به طور معمول اين دامنه از دماي  تجاوز نمي‌كند.

در مقايسه با سرعت واكنش‌هاي شيميايي، گرانروي پلي‌اوليفين‌ها با مقدار خيلي كمي از دما تعقيير مي‌كند. بنابراين انرژي پايين‌تر ارزش‌هاي فعال‌سازي براي ذوب شدن‌هاي گرم نياز است. كه ضريب دماي ناميده شده، بدان معني است كه تعقيير در سرعت براي هر كدام  كه بطور نمونه‌اي بين 2 و 3 است كه خود مطابق با انرژي فعال‌سازي بين 28 و  (kj/mol 183-116)، و از آن‌رو بين 170 و  اندازه‌گيري شده است. اين را مي‌توان با بعضي از ارزش‌هاي نوعي فعال‌سازي براي گرانروي برشي از HDPE مقايسه كرد (kcal/mol 0/7-3/6 يا (kj/mol 29-26) براي HDPE، براي LDPE (kj/mol 49 يا، (kj 49 يا، k cal/mol 7/11)، براي پلي پرپيلن (kj/mol 42-38 يا k cal/mol 10-9) ]46. P و ]13[[.

به عبارت ديگر ضريب دما كه براي گرانروي از پلاستيك‌هاي ياد شده برابر 18/1 براي HDPE و براي LDPE برابر است با 34/1 و براي pp برابر با 26/1 بيان شده است. معادله‌اي كه بيانگر ضريب دمايي از ميان انرژي فعال‌سازي مي‌باشد محدوده‌اش همچون فرمول زير است.

در اين فرمول كه k ضريب دماي است با  با  تعقيير مي‌كند (همان دامنه دما و ) به عنوان اختلافي از مقدار معكوس  بر حسب دما ضريب دمايي و انرژي فعال‌سازي (و e , g آن هست  بين 170 و  بين 270 و

ارزش‌هاي نمونه بالا از ضريب دمايي براي پلاستيك‌هاي ذوب شده حتي كمي بالاتر از آن ارزش‌هايي است. به عنوان مثال، جدول (3. 17) داده‌ها را براي 8 تا عمل آماده‌سازي HDPE از منابع مختلف ليست مي‌كند (كه از تهيه كنندگان متفاوتي بدست آمده شده است).

مي‌توان ديد كه بالاي يك محدوده دمايي 30 درجه گرانروي زير تعقيير نخواهد كرد در واقع بين 170 و  تفاوت ميانگين برابر با  است و بين 200 و  تفاوت ميانگين برابر با  است كه اين با انرژي فعال‌سازي تقريبي  مطابقت مي‌كنند.

جدول 3- 17- شاخص غلظت از HDPE از منبع گوناگون در سه دماهاي مختلف

شاخص غلظت

			HDPE
166000	22900	28900	Chevron CHVX
15800	19500	25700	Chevron CHVX
9570	12300	17000	Equistar EQUX
10500	13800	19100	Petromont PSPX
9770	13200	17800	Equistar EQUX
14100	18700	24600	Equistar GPLX
10700	14100	18200	Equistar EQUX
15800	20000	26000	Dupont/Sherman Tyvek Repro, Lot

شاخص قانوني انرژي بعضي از پلاستيك‌هاي خالص

در رابطه با پلاستيك‌ها در چوب پلاست همان‌گونه كه در بخش‌هاي «شاخص قانون انرژي و تاثير نازك شدن برش» توضيح داده شد، هرچه انحرافات پلاستيك ذوب شده از رفتار نيوتني گونه بالاتر باشد، شاخص قانون انرژي پايين‌تر خواهد آمد و وابستگي گرانروي در همان درجه برش شيب‌دار مي‌شود. هرچه شاخص قانون انرژي پايين‌تر باشد، گرانروي برش براي سرعت جريان حساس‌تر مي‌شود. همان‌گونه كه بعدها در اين بخش نمايش داده خواهد شد، كيفيت دوباره آسياب كردن پايين خواهد آمد، و شاخص قانون انرژي اغلب پايين خواهد آمد. همان‌گونه مي‌توان از جدول 4. 17 و 5. 17 نيز مي‌توان ديد  به طور خاص در مقايسه با PET يا PE شاخص قانون انرژي پايين‌تري دارند، بنابراين همين عامل باعث پايين كشيدن روزنه‌هاي فرايند براي پلاستيكهاي اوليه بر حسب سرعت مي‌شود.

جدول 4- 17- شاخص قانون انرژي، گرانروي برشي، و ديگر خصوصيات از يك شماره از

پليمرهاي جنس خالص

نقطه حل شدن	انتقال شيشه	دانسيته (g/cc)	شاخص قانون (8)	Polymer
265	55	14/1	75/0	PA-6/6
225	50	13/1	70/0	PA-6
275	70	35/1	60/0	PET
125	90-/120-	92/0	60/0	LLDPE
130	90-/120-	95/0	50/0	HDPE
120	90-/120-	92/0	35/0	LDPE
175	10-	91/0	35/0	PP
Decomp	80	40/1	30/0	PVC
Decomp	101	06/1	30/0	PS
Decomp	115	02/1	25/0	ABS
Decomp	105	18/1	25/0	PMMA

 

جدول 5- 17- شاخص قانون انرژي پليمرهاي خالص معين

شاخص قانون انرژي	Polymer
	HDPE
	LDPE
	PP
	PVC
	ABS
	Nylon
	PS
	PMMA

هر دو جدول اطلاعات مشابهي را با در نظر گرفتن شاخص قانون انرژي نشان مي‌دهند اما از منابع متفاوت، بنابراين آنها نشان مي‌دهند كه چطور اطلاعات كه قرار است مشابه باشند متفاوت هم مي‌توانند باشند.

توزيع وزن مولكولي و شاخص قانون انرژي

براي HDPE n به سختي وابسته با MWD است، بين  ارزشهاي n بين 68/0 و 25/0 پراكنده شده است. ارزش‌هاي n براي پايين و بالاترين درجه  به ترتيب برابر با 36/0 و 38/0 هستند. براي PP الگو مشابه است، و بين 5/3 و 25 ارزش‌هاي n در يك محدوده باريكي از 19/0-44/0 واقع شده‌اند. اگرچه در وضعيت كم‌تر پخش شده اين حالت صورت گرفته است هيچ‌گونه ارتباطي بين تنش برش و توزيع وزن مولكولي HDPE يافت نشده است. (80. P و ]16[)