ISSN:
1435-1528
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Angeblich sei es angebracht, die nach stetiger Kreisscherung einer Polymerschmelze eintretende Spannungsrelaxation in einemWeissenberg-Rheogoniometer zu bestimmen. Es heißt, für diesen Zweck könne die Umdrehung innerhalb 10 Millisekunden beendet werden. Sorgfältige Versuche haben jedoch gezeigt, daß keine der zwei Behauptungen zutrifft. Die Hauptwelle des Rheogoniometers wird von einer Kupplungsscheibe, die mittels eines Elektromagnets mit einer Antriebsscheibe in engem Kontakt gehalten wird, angetrieben. Das Abbremsen findet infolge des Einschaltens einer in ähnlicher Weise betätigten Reibungsscheibe, die mit dem Gehäuse des Apparates unbeweglich verbunden ist, statt. Der Zeitverlust zwischen dem Moment des Ausschaltens der Antriebsscheibe und des Einschaltens der Bremsscheibe hängt von der Drehgeschwindigkeit des Schalters ab. Die Ersetzung des Drehschalters durch einen Kniehebelschalter eliminiert diese Abhängigkeit: Bremszeiten von weniger als 10 Millisekunden wurden somit wiederholt erzielt. Im Rheogoniometer wird die Scherspannung in der Gestalt des Ausschlages einer Welle gemessen. Nach einer stetigen Scherung wird die Welle aus ihrer Ruhelage gedreht und die beobachteten Spannungsrelaxationserscheinungen entsprechen der Bewegung der Torsionswelle. Die Spannungsrelaxation findet also nicht unter konstanten Begrenzungen statt wie es die Theorie bedingt; eine einfache Berechnung auf Grund der Scheibenbewegung-Zeitfunktion zeigt das „Ungleich-Null“ — Schergeschwindigkeitsgefälle an. Unbeweglich im System sind der stillstehende Konus und der obere Teil der Torsionswelle. Es wird also das Relaxationsverhalten von der Wellenkonstante beeinflußt, wie es mittels des Versuches mit einer elastoviskosen Flüssigkeit veranschaulicht wurde. Bei einer Newtonschen Flüssigkeit benimmt sich das System wie ein drehendesMaxwell-Element, worin die Zeitkonstante von der Viskosität der Flüssigkeit und der Elastizitätskonstante der Torsionswelle bestimmt wird.
Notes:
Summary It has been suggested that stress relaxation after steady rotational shear flow of a polymer melt can be conveniently studied in theWeissenberg Rheogoniometer. To carry out such experiments, it is claimed that rotation can be stopped in a time interval of less than 10 milliseconds. Careful experiments reveal that neither of these statements is correct. The drive to the main spindle of the Rheogoniometer is effected through a clutch disc held in close contact with a driving plate by means of a magnetic coil. Braking is effected by a similar friction disc and coil attached to the body of the apparatus. With the standard rotary switch the time interval between deenergising the drive coil and energising the brake coil is arbitrarily determined by the speed of rotation of the switch. The replacement of the rotary by a toggle switch eliminates this variation and gives a reproducible time of braking of less than 10 milliseconds. In the Rheogoniometer the shear stress is determined by the deflection of a torsion bar. After steady shearing, the bar is displaced from its mean position, and the “stress” relaxation characteristics which are observed correspond to the changing position of the torsion bar. Consequently the relaxation of stress in the system does not occur under conditions of fixed boundaries as demanded by the theory, and the non-zero rate of shear can be readily obtained from the plate displacement-time relation. The fixed points in the system are the stationary cone and the top of the torsion bar. Hence the bar constant influences the relaxation behaviour, as has been demonstrated experimentally with an elastoviscous fluid. With aNewtonian fluid, the system behaves as a rotaryMaxwell element, with a time constant determined by the viscosity of the fluid and the elastic constant of the torsion bar.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01984662
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