Глава 09.4 Свойств высушивае­мых материалов

Знание закономерностей усадки объектов сушки важно для обеспечения требуемых технологических свойств высушивае­мых материалов, например, предупреждения растрескивания, улучшения структурно-механических характеристик и т. д. Осо­бый интерес в связи с развитием промышленности пластических масс и синтетических смол представляет исследование термиче­ской усадки полимерных материалов в процессе их сушки, так как от степени усадки во многих случаях зависят не только технологические свойства продуктов, но и эксплуатационные свойства пластмассовых изделий из них.

В. М. Ульяновым с сотр. [157] проведено теоретическое и экспериментальное исследование термической усадки частиц при сушке синтетических смол. Многие полимерные дисперсные материалы имеют глобулярную структуру частиц; усадка и уплотнение их с изменением пористой структуры может проис­ходить как в процессе сушки, так и после испарения влаги при условии, что материал нагрет до температуры, соответствую­щей высокоэластическому или вязкотекучему состоянию поли­мера. В этих состояниях происходит слияние глобул между со­бой под действием сил капиллярного давления влаги и гидро­динамического давления полимера (рис. 1-28).

Силам контракции противостоят силы, обусловленные вязко­стью и упругостью полимера, поэтому процесс слияния протека­ет во времени. Как следует из рис. 1-28, б, в случае гексагональ­ной укладки полимерных сфер, независимо от того, находится ли полимер в высокоэластическом или вязкотекучем состоянии, процесс слияния глобул в зерне заканчивается при достижении площади пятна контакта, определяемой величиной центрального угла в проекции

Для точного описания процесса необходимо знать зависи­мость u = f(а, т), так как полимерная фаза в вязкотекучем со­стоянии имеет неньютоновский характер течения [40]

В случае высокоэластического состояния полимера необхо­димо учитывать релаксационные явления при описании дефор­мации полимерных глобул и уплотнения частиц —агломератов.. Количественную оценку действующих сил можно получить из рассмотрения двух контактирующих полимерных сфер (рис. 1-29). Общая сила F, приложенная нормально к площадке контак­та и способствующая аутогезионному сращиванию глобул, скла­дывается из трех главных составляющих: силы Р_ж, определяе­мой капиллярным давлением жидкости, краевой силы F_K по ли­нии границы смачивания сферы и силы F_M, обусловленной по­верхностным натяжени­ем полимерного мате-