رئولوژی پلیمرهای خیلی پرشده

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

10.22063/basparesh.2020.2635.1503

چکیده

در این مقاله دانش فعلی در مورد رئولوژی پلیمرهای بسیار پرشده، با تمرکز بر پرکننده های سخت بررسی می شود. دانستن رفتار رئولوژیکی این آمیزه ها به بهینه کردن فرآورش آن ها کمک می کند. زمانی که ذرات جامد در بستر یک سیال قرار می گیرند، رفتار رئولوژی سامانه را تحت تأثیر قرار می دهند که این امر توسط تغییر در میدان جریان صورت می گیرد. امروزه رئولوژی سوسپانسون ها بخصوص سوسپانسیون های غلیظ بدلیل استفاده فراوان از آن ها در زمینه های مختلف مانند صنعت کامپوزیت، پتروشیمی و صنایع غذایی اهمیت فراوانی دارد. عوامل اصلی مؤثر بر رفتار رئولوژیکی این کامپوزیت ها شامل حداکثر کسر پرشدگی، آستانه اتصال و پراکندگی اندازه پرکننده ها می باشد. پراکندگی اندازه پرکننده ها امکان استفاده از مقدار پرکننده بیشتر را تسهیل می کند و گرانروی مذاب را برای مقدار پرکننده مشخص کاهش می دهد. محدودیت ها و ناپایداری های جریان منجر به رفتار غیرخطی مانند لغزش دیواره، جدایش پرکننده- پلیمر، تورم و ناپایداری سطح می شوند. در انتها، مدل های ریاضی پیش بینی حداکثر کسر پرشدگی که یکی از مهم ترین عوامل رئولوژی کامپوزیت های خیلی پرشده می باشد، آورده شده است. معادلات دربرگیرنده گرانروی نیز به عنوان تابعی از مقدار پرکننده برای سامانه سوسپانسیون توزیع هم اندازه، دوتایی و چندتایی 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]

This 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 are discussed, such as maximum packing fraction, percolation threshold and the size distribution of the fillers. 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 equations also discussed as a function of the filler content for unimodal, bimodal and multimodal highly filled suspensions.

کلیدواژه‌ها [English]

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