- Tytuł:
-
Różne techniki wykrywania rozgałęzień długich łańcuchów w polimerach poprzez nieliniową charakterystykę lepkosprężystą
Different techniques to detect long chain branching in polymers by nonlinear viscoelastic characterization - Autorzy:
- Scacchi, Michele
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/273036.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
- Tematy:
-
polimery
nieliniowa charakterystyka lepkosprężysta
długołańcuchowe rozgałęzienia w polimerach
technika wykrywania
polymers
long chain branching
LCB
nonlinear viscoelastic characterization
techniques to detect - Opis:
-
Obecność długołańcuchowych rozgałęzień (long chain branching LCB) w polimerze ma duży wpływ na jego właściwości lepkosprężyste i może znacząco wpłynąć na właściwości przetwórcze napełnionej mieszanki gumowej (czas włączenia sadzy, pęcznienie matrycy, zachowanie podczas wytłaczania). Mimo że wpływ architektury molekularnej polimeru na właściwości lepkosprężyste jest zazwyczaj badany za pomocą liniowej charakterystyki lepkosprężystości (LVE), podejście to nie wystarcza do ujawnienia informacji na temat złożonych wzorów rozgałęzień oraz do pełnego zrozumienia zachowań przetwórczych elastomerów. W tym badaniu zastosowano trzy różne techniki nieliniowej charakterystyki reakcji polimerów w celu wykrycia rozgałęzień długołańcuchowych. Jednym z najczęstszych sposobów oceny stanu LCB w surowym elastomerze jest określenie funkcji tłumienia. Wykorzystując rozdzielność nieliniowego modułu relaksacji naprężeń, G(t,γ), funkcję tłumienia można określić bezpośrednio na drodze eksperymentalnej relaksacji naprężeń, ze zwiększającą się amplitudą odkształcenia. Porównując funkcję tłumienia badanego polimeru z funkcją tłumienia wg modelu Doi–Edwardsa, można ocenić poziom LCB w polimerze. Jedną z najbardziej czułych technik wykrywania LCB w polimerze jest analiza reologiczna z transformacją Fouriera (reologia FT, FT Rheology) za pomocą testu wysokoamplitudowych oscylacji ścinających (large amplitude oscillatory shear, LAOS). Krzywą Lissajou i odpowiednie indeksy LCB wykorzystano do sprawdzania obecności i ilościowego określania poziomu LCB w kilku surowych kauczukach. Technika ta może być stosowana do kontroli jakości w produkcji kauczuku syntetycznego w celu sprawdzenia architektury polimeru. Innym interesującym sposobem scharakteryzowania złożonych wzorów rozgałęzień jest wykonywanie pomiarów zerowego ścinania na reometrze Mooneya o zmiennej szybkości wyposażonym w dwustożkowy wirnik. Reakcja przejściowa wysoko rozgałęzionych elastomerów (e-SBR, NBR, PBR) pozwala wykryć obecność wielokrotnych przekroczeń (multiple overshoots), które są związane z charakterystyczną strukturą molekularną i mogą być wykorzystywane niczym odcisk palca w identyfikacji architektury polimeru.
It is well known that the presence of long chain branching (LCB) in a polymer has a large impact on his viscoelastic properties and can affect significantly the processability of filled rubber compound (black incorporation time, die swell, extrusion behaviour). Despite the influence of the molecular architecture of polymer on viscoelastic properties is usually investigated by the linear viscoelastic (LVE) characterization, this approach is not enough to disclose information on complex branching patterns and for fully understanding the processing behavior of elastomers. In this study, three different techniques are used forthe characterization ofthe non-linear response of polymers to detect the long chain branching. One ofthe most common ways in shear to assess the LCB in a raw elastomer is to determine the damping function. Taking advantage ofthe separability ofthe non-linear stress relaxation modulus, G(t,y), the damping function can be directly determined by stress relaxation experiments, with increasing strain amplitude. By comparing the damping function ofthe investigated polymer with the damping function ofthe Doi-Edwards’s model, it is possible to assess the level of LCB in the polymer; One of the most sensitive techniques to detect the LCB in a polymer is the FT-Rheology by means of large amplitude oscillatory shear (LAOS) test. Lissajou figure and suitable LCB indexes are used to check the presence and to quantify the level of LCB in several raw rubbers. This technique can be used for quality control in the synthetic rubber production to check the polymer architecture. Another interesting way to characterize complex branching patterns is performing shear startup measurements on a variable speed Mooney rheometer equipped with a biconical rotor. The transient response of highly branched elastomers (e-SBR, NBR, PBR) allows to detect the presence of multiple overshoots, which are related to the characteristic molecular structure and can be used as a fingerprint of the kind of polymer architecture. - Źródło:
-
Elastomery; 2019, 23, 3; 175-184
1427-3519 - Pojawia się w:
- Elastomery
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł