АБС
Рис.19. Вязкости АБС-пластиков при различних температурах и log τ = 4.0 [Ра].
Рис.20. Зависимость вязкости от напряжения сдвига для АБС-пластиков при 200° С.
Графики на рис.21 (а, б) показывают температурную зависимость вязкости для различных АБС в аррениусовских координатах. Наибольшее отклонение от линейности наблюдается для образца Dow Magnum 3904, вероятно вследствие его более выраженной микроблочной структуры. Если зависимость lg η = f(l/T) аппроксимировать прямой, то все образцы АБС-пластиков имеют приблизительно одинаковые величины эффективной энергии активации течения - Еа, составляющие 114 - 128 кДж/моль. При расчете энергии активации как Еа=d(lgη)/2,3R*d(l/T) изменение температуры от 175° до 250° С приводит к снижению Еа от ~ 150 до ~ 90 кДж/моль.
Важной характеристикой для переработчиков является зависимость вязкости от скорости сдвига. Она может быть рассчитана исходя из кривых течения или данных рис.18 согласно формуле γ=τ/η. Зависимости η(γ) качественно подобны зависимостям η(τ). Исходя из принципа температурно-временной суперпозиции, эти зависимости могут быть обобщены. Для этого необходимо представить данные в координатах lg (η/ η0) - lg (η0γ), где η0 – ньютоновская вязкость, как функция температуры. Кривые течения образцов АБС были получены в области τ, отвечающей проявлению аномалии вязкости. Величины η0 могут быть получены с хорошим приближением путем экстраполяции линейной области зависимости lg η = f(τ) в полулогарифмических координатах к τ = 0. Такая экстраполяция в области низких напряжений (т ~ 4*103 ÷ 1,5*104 Па) для расплавов АБС правомерна.
Вязкость полимеров очень чувствительна к величине их молекулярной массы и к надмолекулярным элементам их структуры. В частности, величина ньютоновской вязкости пропорциональна М3,5. Кроме того, неньютоновская вязкость зависит от молекулярно массового распределения, степени разветвленности и т.д. В случае таких многофазных материалов, как АБС-пластики, присутствие полибутадиеновой фазы (ее концентрация, размер частиц, степень прививки цепей САН на ее поверхность и т.д.) должно играть важную роль. Однако концентрация полибутадиена в большинстве исследованных образцов АБС приблизительно одинакова. С увеличением Mw вязкость значительно возрастает, и зависимость η = f(Mw) может быть описана степенной функцией η ~ (Mw)3,75. Возможно, такая сильная зависимость по сравнению с обычной определяется повышенным межцепным взаимодействием цепей САН.
Разброс точек на рис. 21 далеко выходит за рамки ошибки эксперимента. Это может быть связано с различием размера частиц полибутадиена и их Dw/Dn. Другая возможная причина заключается в различие ММР цепей САН (табл. 2.1). Так, в случае MGS 3221.2 и MGS 3244.4 их вязкости при lgτ = 3,5 [Па] практически совпадают, тогда как при lgτ = 5,0 [Па] они различаются ~ в 2 раза из-за более высокой аномалии вязкости MGS 3221.2. Этот образец имеет более широкое ММР цепей САН (ММР = 4,06) по сравнению с образцом MGS 3229.2, для которого ММР = 3,1.
Рис.21. Вязкость образцов АБС в зависимости от Mw САН при разных температурах и lg т = 4,0 [Па].
Наряду с вязкостью, было изучено разбухание экструдатов ЛБС. Нго характеризовали величиной В = Dэкстр/Dкап, где Dэкстр - диаметр экструдата АБС, a Dкап - диаметр капилляра. Величина В представляет интерес для переработчиков, поскольку характеризует эластические деформации, возникающие в процессе экструзии.