Reologia sistemelor polimerice cu umplutură

Cresterea rapida a interesului pentru tehnopolimeri a stimulat dezvoltarea, in industria de polimeri, a sistemelor polimerice multifazice dispersate. Ele cuprind cele mai multe materiale polimerice utilizate in industrie, incluzand materialele plastice ramforsate, amestecurile mecanice de polimeri sau copolimeri si termoplasticele expandate.

In industria de prelucrare a polimerilor sunt larg raspandite si utilizate sistemele disperse multifazice, care pot fi:

- sisteme bifazice (lichid-lichid, lichid-solid, lichid-gaz);

- sisteme trifazice (lichid-lichid-solid, lichid-solid-gaz);

- tetrafazice (lichid-lichid-solid-gaz).

Reprezentarea schematica a diferitelor cai de obtinere a sistemelor disperse multifazice intilnite in industria de prelucrare a polimerilor

Daca se ia in considerare gama larga de materiale de baza disponibile: polimeri si copolimeri, agenti de ramforsare solizi si agentii de expandare, se constata ca apare posibilitatea unui numar enorm de combinatii posibile pentru obtinerea de materiale polimerice disperse.

In toate cazurile se urmareste imbunatatirea ansamblului de proprietati mecanice, fizice, termice, electrice, optice etc. ale produsului finit.

Aplicatiile sistemelor polimerice disperse multifazice in cadrul operatiilor de prelucrare a polimerilor includ:

- materiale termoplastice si termoreactive cu umplutura;

- materiale termoplastice modificate cu cauciuc (polistiren rezistent la soc si rasini acrilonitril-butadien-stirenice) precum si amestecuri mecanice de termoplastice cu elastomeri (amestecuri de PVC cu rezistenta sporita la soc, amestecuri de cauciuc butadien-stirenic cu cauciuc natural);

- materiale plastice sau cauciucuri expandate si spume structurale ramforsate.

In cazul sistemelor cu umplutura (de ex. umpluturi anorganice), imbunatatirea reala a proprietatilor fizico-mecanice ale produsului finit nu poate fi obtinuta decat in cazul realizarii unei bune adeziuni intre matricea polimerica si materialul de umplutura. Pentru realizarea acestui deziderat se utilizeaza, in general, agenti de cuplare.

Pentru cele mai multe aplicatii, polimerilor li se adauga umpluturi de particule rigide in scopul modificarii si controlului variabilelor care guverneaza procesul si proprietatile fizico-mecanice ale produsului finit. Materialele de umplutura pot fi adaugate pentru a creste rigiditatea si a se reduce contractia pieselor injectate. In general, aceste materiale de umplutura sunt inerte.

In multe cazuri, ca materiale de umplutura se utilizeaza particule axi-simetrice de tipul fibrelor sau placutelor, pentru cresterea modulului. Pentru controlul proprietatilor fizico-mecanice ale produsului finit, de importanta cruciala este controlul orientarii acestor umpluturi.

In cele din urma merita mentionat faptul ca, in ultimul timp, au capatat o importanta deosebita compozitiile polimerice cu un inalt grad de umplere (50% volumice).

Prin prisma largii raspandiri a sistemelor cu umplutura devine surprinzatoare constatarea ca lucrarile reologice in acest domeniu sunt destul de putin numeroase.

In ultimii ani, insa, studiile referitoare la modelarea proecselor de prelucrare a materialelor compozite si studiile referitoare la obtinerea acestora cuprind mult mai multe consideratii

reologice.

In cazul materialelor de ramforsare o atentie deosebita s-a acordat in gasirea tratamentelor de suprafata corespunzatoare care sa imbunatateasca proprietatile produsului finit.

Comportarea unui sistem cu umplutura