Моделирование реологических свойств расплавов полиэтиленов при их одноосном растяжении
Автор: Макарова Мария Александровна, Малыгина Анжела Сергеевна, Пышнограй Григорий Владимирович, Рудаков Глеб Олегович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 1 т.13, 2020 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрено применение модифицированной реологической модели Виноградова-Покровского в задаче установления напряжений при одноосном растяжении полимерного расплава. В эту модель были внесены изменения. Первое коснулось анизотропного закона внутреннего трения и позволило принять во внимание немонотонную зависимость стационарной вязкости при растяжении от скорости растяжения, наблюдаемую в экспериментах. Другое изменение связано с учетом множественного характера релаксационных процессов, сопутствующих деформации полимерного расплава. Модификация модели дала возможность найти величину вязкости при растяжении, которая, как оказалось, втрое выше наблюдаемой у расплава сдвиговой вязкости в линейном режиме деформирования. Для пяти промышленных образцов полиеэтиленов с разветвленной структурой макромолекул выполнено сопоставление результатов вычислений с экспериментальными данными, взятыми из литературы. Расчеты по математической модели проводились методом Рунге-Кутты, при этом компоненты релаксационного спектра были теми же, что и в экспериментах...
Реология, одноосное растяжение, расплавы полиэтилена, многомодовая реологическая модель, вязкость при растяжении, метод рунге-кутты
Короткий адрес: https://sciup.org/143170662
IDR: 143170662 | DOI: 10.7242/1999-6691/2020.13.1.6
Список литературы Моделирование реологических свойств расплавов полиэтиленов при их одноосном растяжении
- Doi M., Edwards S.F. The theory of polymer dynamics. Oxford: Clarendon Press, 1988. 391 p.
- McLeish T.C.B. Molecular rheology of H-polymers // Macromolecules. 1988. Vol. 21. P. 1062-1070. 7
- McLeish T.C.B., Larson R.G. Molecular constitutive equations for a class of branched polymers: The pom-pom polymer // J. Rheol. 1998. Vol. 42. P. 81-110.
- Inkson N.J., McLeish T.C.B., Harlen O.G., Groves D.J. Predicting low density polyethylene melt rheology in elongational and shear flows with "pom-pom" constitutive equations // J. Rheol. 1999. Vol. 43. P. 873-896.
- Marrucci G., Ianniruberto G. Interchain pressure effect in extensional flows of entangled polymer melts // Macromolecules. 2004. Vol. 37. P. 3934-3942.
- Majesté J.C., Carrot C., Stanescu P. From linear viscoelasticity to the architecture of highly branched polyethylene // Rheol. Acta. 2003. Vol. 42. P. 432-442.
- Mead D.W., Larson R.G., Doi M. A molecular theory for fast flows of entangled polymers // Macromolecules. 1998. Vol. 31. P. 7895-7914.
- Rolón-Garrido V.H., Wagner M.H. The MSF model: relation of nonlinear parameters to molecular structure of long chain branched polymer melts // Rheol. Acta. 2007. Vol. 46. P. 583-593.
- Rolón-Garrido V.H., Wagner M.H., Luap C., Schweizer T. Modeling non-Gaussian extensibility effects in elongation of nearly monodisperse polystyrene melts // J. Rheol. 2006. Vol. 50. P. 327-340.
- Rolón-Garrido V.H., Pivokonsky R., Filip P., Zatloukal M., Wagner M.H. Modelling elongational and shear rheology of two LDPE melts // Rheol. Acta. 2009. Vol. 48. P. 691-697.
- Aho J., Rolón-Garrido V.H., Syrjälä S.,Wagner M.H. Extensional viscosity in uniaxial extension and contraction flow - Comparison of experimental methods and application of the molecular stress function model // J. Non-Newton Fluid Mech. 2010. Vol. 165. P. 212-218.
- Pivokonsky R., Zatloukal M., Filip P. On the predictive/fitting capabilities of the advanced differential constitutive equations for branched LDPE melts // J. Non-Newton Fluid Mech. 2006. Vol. 135. P. 58-67.
- Pivokonsky R., Filip P. Predictive/fitting capabilities of differential constitutive models for polymer melts - reduction of nonlinear parameters in the eXtended Pom-Pom model // Colloid Polym. Sci. 2014. Vol. 292. P. 2753-2763.
- Abbasi M., Ebrahimi N.G., Nadali M., Esfahani M.K. Elongational viscosity of LDPE with various structures: employing a new evolution equation in MSF theory // Rheol. Acta. 2012. Vol. 51. P. 163-177.
- Покровский В.Н. Статистическая механика разбавленных суспензий. M.: Наука, 1978. 136 с.
- Покровский В.Н., Пышнограй Г.В. Простые формы определяющего уравнения концентрированных растворов и расплавов полимеров как следствие молекулярной теории вязкоупругости // Изв. АН СССР. МЖГ. 1991. № 1. C. 71-77.
- Пышнограй Г.В., Покровский В.Н., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н., Образцов И.Ф. Определяющее уравнение нелинейных вязкоупругих (полимерных) сред в нулевом приближении по параметрам молекулярной теории и следствия для сдвига и растяжения // ДАН. 1994. Т. 339, № 5. C. 612-615.
- Пышнограй Г.В., Алтухов Ю.А. Микроструктурный подход в теории течения линейных полимеров и нелинейные эффекты на его основе // Высокомолекулярные соединения, серия А. 1996. Т. 38, № 7. С. 1185-1193.
- Pyshnograi G.V., Gusev A.S., Pokrovskii V.N. Constitutive equations for weakly entangled linear polymers // J. Non-Newton Fluid Mech. 2009. Vol. 164. P. 17-28.
- Кошелев К.Б., Пышнограй Г.В., Толстых М.Ю. Моделирование трехмерного течения полимерного расплава в сходящемся канале с прямоугольным сечением // Изв. РАН. МЖГ. 2015. № 3. С. 3-11.
- Аль Джода Х.Н.А., Афонин Г.Л., Мерзликина Д.А., Филип П., Пивоконский Р., Пышнограй Г.В. Модификация закона внутреннего трения в мезоскопической теории текучих полимерных сред // МКМК. 2013. Т. 19, № 1. С. 128-140.
- Мерзликина Д.А., Филип П., Пивоконский Р., Пышнограй Г.В. Многомодовая реологическая модель и следствия для простого сдвига и растяжения // МКМК. 2013. Т. 19, № 2. С. 254-261.
- Мерзликина Д.А., Пышнограй Г.В., Пивоконский Р., Филип П. Реологическая модель для описания вискозиметрических течений расплавов разветвленных полимеров // ИФЖ. 2016. Т. 89, № 3. С. 643-651.
- Pokrovskii V.N. The mesoscopic theory of polymer dynamics. Springer, 2010. 256 p.
