Most important features of pre-stationary deformation regimes and stress relaxation of polymers in the viscous state

Summary In the prestationary deformation regime relaxation times decrease both before and after passage through the ultimate shear strength, i. e., independent of whether the stresses at which relaxation began were growing or decreasing.The relaxation properties of the system change the most intensively before the ultimate shear strength is passed. This occurs at the deformation where the viscosity and the elastic modulus reach their maximum values.The viscosity grows during relaxation. Increasing the temperature intensifies recovery of the broken down structure. Retarded recovery of the strength properties of the polymer correlate with retardation of reestablishment of the initial structure, characterized by attainment of the initial Newtonian viscosity and retardation of high-elastic recovery.By resolving deformations into their reversible and irreversible components it was found possible to estimate the amount of work done in destroying the initial structure network of the polymer when passing from a state of rest to steady flow. The work of structure breakdown increases markedly with increasing shear rate, and its rise is related linearly to development of the viscosity anomaly.

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Zusammenfassung In dem vorstationären Deformationsgebiet fallen die Relaxationszeiten sowohl vor als auch nach dem Durchwandern der Grenzschubspannung ab, d. h. sie sind unabhängig davon, ob die Spannungen, bei denen die Relaxation begann, sich vergrößerten oder abnahmen.Die Relaxationseigenschaften des Systems ändern sich am stärksten, bevor die Grenzschubspannung durchwandert wird. Dieser Zustand tritt bei der Deformation auf, bei welcher die Viskosität und der Elastizitätsmodul ihre Maximalwerte erreichen. Die Viskosität wächst während der Relaxation an. Ein Ansteigen der Temperatur verstärkt die Erholung der zerstörten Struktur. Die verzögerte Erholung der Pestigkeitseigenschaften des Polymeren ist korreliert mit der Verzögerung der Wiederherstellung der Ausgangsstruktur, die charakterisiert ist durch das Erreichen der ursprünglichen newtonschen Viskosität und der Verzögerung der elastischen Erholung.Durch die Zerlegung der Deformationen in ihre reversiblen und irreversiblen Anteile war es möglich, den Arbeitsanteil zur Zerstörung des ursprünglichen Struktur-Netzwerkes des Polymeren beim Übergang vom Ruhezustand zum stationären Fließen abzuschätzen. Die Arbeit zum Strukturzusammenbruch steigt mit wachsender Schergeschwindigkeit an, und der Anstieg ist linear mit der Ausbildung der Viskositätsanomalie verbunden.