Пристенное скольжение

При достаточно большой интенсивности стационарного или (и) периодического сдвигового деформирования, полимер может перейти в вынужденное ВЭС или стеклообразное состояние и потерять текучесть, в результате чего произойдет нарушение адгезионного взаимодействия полимера с твердой стенкой. При напорном течении в каналах это приводит к изменению характера течения от сдвигового к пробковому, что сопровождается резким увеличением объемного расхода (эффект срыва) [2]. Эти явления, как правило, делают невозможным высокоскоростную экструзию полимеров, так как приводят к резкому искажению формы экструдата. При литье под давлением эти эффекты менее существенны, поскольку литье термопластов происходит в замкнутую оформляющую полость с последующей выдержкой на охлаждение.

Вибротиксотропия

Наполненные полимерные композиции при периодическом сдвиговом деформировании проявляют ярко выраженные тиксотропные свойства: на начальной стадии периодического деформирования (порядка 1 мин) наблюдается снижение упруговязких характеристик до определенного уровня, соответствующего установившемуся режиму колебаний, а после прекращения циклического деформирования упруговязкие характеристики достигают исходных значений за период времени, измеряемый минутами и даже часами [2]. Это явление – следствие структурных превращений, вызванных интенсивным механическим воздействием. Явление тиксотропного снижения вязкости и упругости полимерных систем может быть использовано для интенсификации процессов переработки пластмасс.

Виброразогрев

Периодическое сдвиговое и объемное деформирование упруговязких систем, каковыми являются полимерные материалы, всегда сопровождается диссипативными тепловыделениями, связанными со сдвиговой и объемной вязкостью. За счет вибровоздействия возможно в течение сравнительно короткого промежутка времени добиться существенного повышения температуры полимера [2].

Вибрационный способ разогрева полимеров целесообразно использовать, например, при литье под давлением таких полимерных материалов, пластикация которых на червячных машинах нежелательна в связи с большим временем пребывания полимера в зоне термического воздействия, неравномерностью поля температур по объему, разрушением частиц наполнителя.

Виброуплотнение и дегазация

При вибрировании порошкообразных или гранулированных полимерных композиций, находящихся в твердом состоянии или претерпевающих переход в высокоэластическое или вязкотекучее состояние, наблюдается уплотнение материала, сопровождающееся удалением газовой фазы.

Ускорение релаксационных процессов

При воздействии вибрационных импульсов у многих полимерных материалов в ВТС наблюдается ускорение релаксационных процессов, что связано с разрушением и перестройкой структурных связей.

Ускорение механических релаксационных явлений при вибровоздействии может быть использовано для улучшения формуемости полимера в различных процессах переработки полимеров: литье под давлением, экструзия, пневмовакуумформование и др. При ускорении релаксационных процессов значительно интенсифицируется процесс формирования, снижаются внутренние напряжения, полнее происходит высокоэластическая усадка, снижается анизотропия свойств в готовых изделиях. В процессе формования виброрелаксационный эффект может быть реализован по любой из пяти схем рабочего процесса.

Кавитация в расплавах полимеров.

Несмотря на упруговязкие свойства расплавов полимеров, существуют работы, в которых показано образование в них кавитационных полостей при «озвучивании» в процессе переработки [4]. Это дает основания полагать, что и в расплавах протекает ряд связанных с кавитацией явлений, которые могут приводить к снижению степени полимеризации или, наоборот, к сшивке, к образованию блок-сополимеров и привитых сополимеров при переработке полимер-полимерных композиций. Преобладание какого-либо из перечисленных процессов зависит от конкретных условий переработки и свойств материалов. Изучение таких закономерностей позволит целенаправленно изменять не только структуру, но и химический состав изделий непосредственно в процессе переработки.