Вчинено, очевидно, що великі оборотні деформації полімерів (тобто здатність проявляти високоеластичних) не завжди є гідністю для конструкційних матеріалів, а в тих випадках, коли полімерному матеріалу необхідно надати певну форму. Задана форма вироби найкращим чином збережеться тоді, коли деформація розплаву (або розчину) полімеру істинно необоротна, тобто є деформацією в'язкої течії. Тому практично всі методи переробки полімерів у вироби (починаючи від автопокришок і закінчуючи волокнами і плівками) засновані на перекладі полімеру в в'язкотекучий стан і надання йому форми саме в тому стані, коли вся деформація полімеру або її більша частина є незворотною.
Галузь науки, що вивчає протягом рідин, в яких поряд з в'язкістю існує і зворотна деформація, носить назву реологии від грецького слова «рео», що означає «протягом», «текти».
Якщо при деформації полімеру переважає необоротна деформація, то значить, полімер знаходиться в в'язкотекучий стані. Якщо полімер без розкладання (термодеструкції) не можна перевести в в'язкотекучий стан, то для переробки його попередньо розчиняють, а потім, після надання форми, видаляють розчинник. Так переробляють полімери, службовці як лакові і захисні покриття; дуже часто до цього методу вдаються при отриманні волокон і плівок.
Поведінку реології полімерів і їх розчинів визначається не тільки температурою, але і природою полімеру, його молекулярної масою і молекулярно-масовим розподілом (ММР), а також напругою і швидкістю зсуву, при яких здійснюється протягом розчину або розплаву. Тому не можна характеризувати реологічнівластивості полімеру по одній величині, скажімо за величиною в'язкості. Охарактеризувати поведінку реології полімеру можна лише встановивши залежність в'язкості від напруги або від швидкості зсуву і отримавши при цьому криві течії.
З цієї точки зору найбільш простим є випадок, коли напруга зсуву в полімері пропорційно швидкості зсуву (крива 1, рис. 34). З ростом напруги зсуву пропорційно збільшується швидкість зсуву:
Вираз (41) являє собою закон Ньютона, де # 964; - напруга зсуву в Н / м 2. # 965; -швидкість зсуву в с -1. а # 951; 0 коефіцієнт пропорційності між напругою і швидкістю зсуву, званий коефіцієнтом в'язкості або просто в'язкістю і має розмірність Н · с / м 2 (також пуаз).
Крива 1 на рис.34 є, таким чином, найпростішої кривої течії. Отримати її можна в такий спосіб. Уявімо собі певний обсяг рідини, укладений між двома паралельними площинами (рис.35), наприклад, краплю гліцерину між скляними пластинками. Нехай на верхню пластинку діє сила F; тоді на кожен квадратний метр пластинки площею A, м 2 діє напруга зсуву # 964 ;, Н / м 2. Під дією напруги зсуву платівка зміститься на відстань # 8710; L. Інтенсивність зсуву залежить, звичайно, і від відстані між пластинами. якщо # 8710; L = 1см, то при зазорі між пластинами L0 = 1м зрушення взагалі важко помітити, а при зазорі L0 = 1мм деформація зсуву виявиться величезною. Тому відносна деформація зсуву # 947; = # 8710; L / L0. а швидкість деформації зсуву # 965; = d # 947; / dt має розмірність з -1. як відношення до одиниці часу безрозмірною величини # 947 ;. Збільшуючи напругу зсуву і вимірюючи його швидкість, можна побудувати криву 1 рис. 34.
Рис.34 Різні типи кривих течії (реологічних кривих): залежність швидкості зсуву v від напруги зсуву # 964 ;: 1 - для ідеальної ньютонівської рідини; 2 - для псевдопластичних рідини; 3 - для ідеально пластичного тіла; 4 - для неідеально пластичного тіла; # 952; 3. # 952; 4 - межі зсуву відповідно ідеально і неідеально пластичного тіла.
Рис.35 Схема деформації зсуву рідини між плоскопараллельнимі пластинами.
Такий тип кривої течії характерний для полімерів з вузьким молекулярно-масовим розподілом і при переробці полімерів зустрічається порівняно рідко.
Зазвичай з ростом напруги зсуву швидкість течії зростає швидше, ніж це випливає з закону Ньютона (крива 2, рис. 34). Полімери, поведінка яких в процесі перебігу описується цією кривою, називаються псевдопластичні рідини рідинами. Неважко здогадатися, що прискорення течії, показане кривої 2, обумовлено такими змінами структури полімеру в процесі перебігу, які призводять до падіння в'язкості. Чим більша напруга зсуву, тим менше в'язкість (крива 2, рис.35). Падіння в'язкості з ростом напруги зсуву називають аномалією в'язкості. а величину в'язкості, що залежить від напруги зсуву, - ефективної в'язкістю.
Ми бачимо, що для більшості полімерів (розчинів або розплавів) величина в'язкості не може дати уявлення про реологічних властивостях; в цих випадках необхідно отримати повну криву течії, тобто залежність в'язкості (або швидкості зсуву) від напруги зсуву.
Рис.35 Різні типи залежності в'язкості від напруги зсуву полімерів, криві течії яких наведені на рис. 1 - ньютоновская рідина; 2 - псевдопластичні рідини рідина; 3 - ідеальне пластичне тіло; 4 - реальне (неідеальний) пластичне тіло.
При введенні наповнювача (особливо волокнистого) в полімери частки наповнювача утворюють ланцюгові структури, що з'єднуються в просторовий каркас, що володіє значною пружністю. При накладенні напруги зсуву такі системи спочатку не течуть, т. Е. Напруга зсуву зростає, а швидкість течії залишається нульовою, як це показано на рис. 34, криві 3 і 4. Виникає деякий максимальне напруження зсуву, після якого система тече або як ньютонівська, або як неньютоновская рідина (відповідно криві 3 і 4). Полімери, протягом в яких починається при будь-якій напрузі зсуву, називають грузлими; полімери володіють, граничним напруженням зсуву, нижче якого протягом не виникає, називають пластичними.