Публикации KIW

Учет роста энергии активации вязкого течения полимера на величину, пропорциональную силе энтропийной упругости растянутых макромолекул, позволяет количественно описать кривые деформации эластомеров в моделях Кельвина – Фойгта и стандартного линейного тела. Использование для этих моделей высокоэластического (rubber-like) модуля упругости, увеличивающегося с ростом деформации, дало возможность рассчитать поправку на дефекты сетки по Флори для кривых деформации резины. Измерены кривые ползучести кремнийорганической резины при постоянных нагрузках для разных температур. Для дифференциальных уравнений модели Кельвина-Фойгта измерена зависимость коэффициентов линейных аппроксимаций этих уравнений от нагрузок и температур. Показана возможность прогнозирования времени достижения заданных величин ползучести на основе предложенных уравнений модели Кельвина – Фойгта.

На основе модели течения полимеров с учетом сил энтропийной упругости растянутых макромолекул в рамках концепции Эйринга выведены соотношения между скоростью сдвига, напряжением сдвига, вязкостью и восстановленной высокоэластической деформацией. Уменьшение энергии активации течения на величину, пропорциональную восстановленной высокоэластической деформации, приводит к экспоненциальному падению вязкости с ростом скорости сдвига; эта нелинейная зависимость вязкости от скорости сдвига (и напряжения сдвига) определяется как аномалия вязкости полимеров. Измерение возвращения деформации после прекращения течения полимеров в режиме постоянного напряжения или скорости сдвига на ротационном вискозиметре подтвердило соблюдение теоретических зависимостей.

На основании простой молекулярной модели предлагается механизм течения резины с возрастающей вязкостью в ходе обратимой высокоэластической деформации. При этом энергия активации вязкого течения увеличивается пропорционально внешнему напряжению с учетом сил энтропийной упругости макромолекул. Этот рост энергии активации перескоков молекулярно-кинетических элементов полимерной сетки в вакансии при деформировании резины связан с ростом сопротивления деформированию растягиваемой макромолекулярной сетки в силу энтропийной природы деформации макромолекул.

Обсуждается неньютоновское течение полимерных расплавов. Экспоненциальное падение эффективной (apparent) вязкости в соответствии с известной формулой Эйринга из-за уменьшения энергии активации на величину, пропорциональную напряжению сдвига, не учитывает особенности полимерной структуры. Предлагается рассмотреть механизм течения макромолекул с учетом конформационных изменений полимерной цепи. Возникающая при растяжении полимерной цепи упругость носит энтропийный характер и может явиться причиной, способствующей при тепловых флуктуациях уменьшению энергии активации переходов молекулярно-кинетических единиц цепочки в новое положение равновесия в направлении течения расплава. В этом случае энергия активации перехода будет уменьшаться на величину, пропорциональную обратимой высокоэластической составляющей деформации сдвига полимера, возникающей в ходе его течения.

Среди актуальных научно-технических проблем, которые лежат в сфере профессиональных интересов и творческой деятельности KIW-Gesellschaft e.V., одной из основных является Проблема эксплуатационной безопасной атомных энергоблоков.

Основными предпосылками, определяющими успешность в этом секторе, являются огромный практический опыт и серьёзные научные достижения руководителя этих работ Цоглина (он же Председатель Правления KIW- Gesellschaft e.V.).

Известно, что кривые течения полимерных расплавов не подчиняются закону течения Ньютона.

Они имеют аномалию вязкости, когда вязкость расплава при воздействии сдвиговых напряжений падает на несколько порядков с увеличением скорости сдвига.

Механизм аномалии вязкости и теория течения полимерных расплавов до сих пор не имеют однозначного и убедительного объяснения.

Сегодня мы представляем на нашем Сайте недавно вышедшую в международном журнале статью д-ра В.Карцовника «Изменения энергии активации при деформации резины».

В связи с этим  хочется отметить несколько  моментов.

Dipl.-Math.Математические статьи, эссе Франца Германа.

Тематика: Топология, теория групп, графы, геометрия и многое другое.