Predicciones de los Modelos Reológicos de Phan-Thien Y Tanner y Giesekus en Flujos Elongacionales No-Isotérmicos

MARIEL OTTONE; JULIO DEIBER

Buenos Aires

Congreso; 85ª Reunión Nacional de Asociación de Física Argentina (AFA); 2000

Asociación de Física Argentina

Esde interés tecnológico predecir la respuesta mecánica no-isotérmica demateriales viscoelásticos que están sometidos predominantemente a deformacioneselongacionales, como ocurre en flujos asociados al procesamiento de polímeros.Con este fin, en la literatura se proponen varios modelos reológicos obtenidosa partir de diferentes teorías moleculares con la finalidad de incorporar lashistorias mecánica y térmica en el tensor de tensiones. En este contexto, seestudian: a) flujo elongacional a diferentes temperaturas, b) flujo de hiladocon perfil térmico. El primero involucra una trayectoria de partícula que varíaexponencialmente con el tiempo. En el segundo, esta trayectoria es dependientedel perfil térmico y de la velocidad relativa entre los extremos del hilado. Seseleccionó el Poliester Tereftálico (PET) como material viscoelástico típico,el cual se describe reológicamente a través de la superposición lineal de doscontribuciones mecánicas. Una considera la respuesta newtoniana inelástica y laotra describe la elasticidad instantánea del polímero. Con este propósito, seutilizan los modelos reológicos no-lineales de Phan-Thien y Tanner y Giesekusdonde la historia térmica se considera a través de la velocidad de cambio de latemperatura (Ottone, M y J. Deiber, J. ofElastomers and Plastics, 32, 119-139, 2000). Los parámetros reológicos se obtienen apartir de datos reométricos reportados en la bibliografía para flujo de cortesimple a diferentes temperaturas. El tiempo de relajación, el módulo de relajación y las propiedades termofísicas del PET seconsideran variables con la temperatura y la deformación. Se evalúan los flujospropuestos mediante un código numérico iterativo usando ecuaciones de balance yconstitutivas. En el flujo de hilado se considera la hipótesis de filamentodelgado, la cual se analiza mediante perturbaciones regulares del modeloidentificando los parámetros pequeños que generan la hipótesis de ?slenderness? (Henson et al., J. Rheology, 42, 329-360,1998). Laspredicciones numéricas obtenidas se validan con los datos experimentalesreportados en la bibliografía.