رئولوژی پلیمرهای بسیار پرشده

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

10.22063/basparesh.2020.2635.1503

چکیده

در این مقاله، دانش فعلی در باره رئولوژی پلیمرهای بسیار پرشده، با تأکید بر پرکننده­های سخت بررسی می­شود. دانستن رفتار رئولوژیکی این آمیزه­ها به بهینه کردن فراورش آن­ها کمک می­کند. زمانی که ذرات جامد در بستر یک سیال قرار می­گیرند، بر رفتار رئولوژی سامانه اثر می­گذارند که این اثرگذاری با تغییر در میدان جریان انجام می­گیرد. امروزه رئولوژی تعلیق­ها، به­ویژه تعلیق­­های غلیظ، به­دلیل استفاده فراوان از آن­ها در زمینه­های مختلف مانند صنعت کامپوزیت، پتروشیمی و صنایع غذایی اهمیت بسیاری دارد. عاملهای اصلی مؤثر بر رفتار رئولوژیکی این کامپوزیت­ها شامل کسر پرشدگی بیشینه، آستانه شبکه­شدگی و توزیع اندازه پرکننده­هاست. توزیع اندازه پرکننده­ها امکان استفاده از مقدار پرکننده بیشتر را آسان می­کند و گرانروی مذاب را برای مقدار مشخصی از پرکننده کاهش می­دهد. محدودیت­ها و ناپایداری­های جریان، به رفتار غیرخطی مانند لغزش دیواره، جدایش پرکننده-پلیمر، تورم و ناپایداری سطح منجر می­شوند. مدل­های ریاضی و پیش­بینی بیشینه کسر پرشدگی نیز ارائه شده­اند که از مهم­ترین عاملهای رئولوژی کامپوزیت­های بسیار پرشده هستند. معادلات دربرگیرنده گرانروی نیز به­عنوان تابعی از مقدار پرکننده برای تعلیق­های بسیار پرشده تک­، دو و چندشیوه­ای ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Rheology of Highly Filled Polymers

نویسندگان [English]

  • Mohammad Barghamadi
  • Ismaeil Ghasemi
Iran Polymer and Petrochemical Institute
چکیده [English]

T his paper reviews current knowledge about the rheology of highly filled polymers,
focusing on hard fillers. Understanding the rheological properties would help for
assist the formulation and processing of such polymeric materials. When solid particles are
incorporated in a fluid, they affect the rheological behavior of the system via changes in the
flow field. Nowadays rheology of suspensions, especially concentrated suspensions, is of
great importance due to their wide uses in various fields such as composite, petrochemical,
and food industries. The main factors affecting the rheological behavior of these composites
such as maximum packing fraction, percolation threshold, and the size distribution of the
fillers are discussed. The size distribution of the fillers facilitates higher filling levels and
decreases the melt mixture viscosity for a specified content of fillers. The limitations and
flow instabilities of highly filled polymers often lead to non-linear rheological behavior
such as wall slip, polymer-filler separation, swelling and surface instabilities phenomena.
Following, mathematical models predicting the maximum packing fraction, which is one
of the most important rheological parameters of highly filled composites, is presented.
The viscosity-containing also discussed as a function of the filler content for monomodal,
bimodal, and multimodal highly filled suspensions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Highly Filled Polymers
  • Rheology
  • Maximum Packing Fraction
  • Non-linear Viscoelastic
  • Mathematical Models