English version

Formularz logowania

zarejestruj się


Drukuj

L. Jarecki, A. Ziabicki

Zastosowanie modelowania komputerowego do określenia wpływu lepkości na dynamikę

przędzenia włókien ze stopionego polimeru krystalizującego (j. ang.)

Polimery 2004, nr 2, 101


Streszczenie

Metodą modelowania komputerowego przeprowadzono analizę roli lepkości (η) w dynamice formowania włókien ze stopionego polimeru krystalizującego. Przyjęto w tym celu zależność η od lokalnej temperatury i stopnia krystaliczności polimeru wzdłuż drogi formowania. Rolę η polimeru badano na przykładzie poli(tereftalanu etylenu) (PET) w pełnym zakresie szybkości formowania – od małych do dużych prędkości odbioru włókien (VL). Silny wpływ wymuszonej naprężeniem krystalizacji orientowanej zachodzącej w formowanej strudze na lokalną lepkość polimeru wynika z sieciowania przez powstające krystality stanowiące fizyczne węzły tworzącej się struktury żelu. Model przewiduje ograniczenie szybkości formowania ze stanu stopionego i wystąpienie maksimum VL. Zmiany η polimeru wzdłuż linii formowania bada się z zastosowaniem uproszczonych modeli analitycznych (zaniedbanie siły grawitacji i oporu powietrza) oraz pełnego modelu numerycznego. Równanie bilansu sił w modelach analitycznych w przypadku pominięcia sił inercji reprezentowane jest równaniem (34), a w przypadku jej uwzględnienia równaniem (35). Modele te prowadzą do osiowych profili prędkości [równania (38) i (44)] oraz VL [równania (39) i (45)] zależnych wykładniczo od siły początkowej (F0) i ,,całki płynności” (IL) będącej całką z odwrotności lepkości polimeru. Wartość VL jest uwarunkowana przez IL wzdłuż całej linii formowania [równanie (41)], IL zależy natomiast od F0 (rys. 4 i 5) poprzez wpływ F0 na osiowe profile krystaliczności (rys. 6 i 7), a także od temperatury polimeru (chłodzenie, grzanie strefowe itd.). Występowanie maksimum na krzywej obrazującej zależność VL od siły początkowej, przewidziane w obu modelach analitycznych (rys. 2 i 3) oraz w pełnym modelu numerycznym procesu (rys. 8), jest konsekwencją silnych reologicznych efektów orientowanej krystalizacji związanych z żelowaniem struktury, a nie kształtowania się profilu temperatury i jej wpływu na lepkość polimeru.


Słowa kluczowe: modelowanie matematyczne, przędzenie włókien ze stopionego polimeru krystalizującego, orientacja molekularna, krystalizacja orientowana, lepkość polimeru krystalizującego

L. Jarecki, A. Ziabicki (1.57 MB)
Zastosowanie modelowania komputerowego do określenia wpływu lepkości na dynamikę przędzenia włókien ze stopionego polimeru krystalizującego (j. ang.)