В гидродинамике разбухание диэлектрика , разбухание экструдата или эффект Баруса — это распространенное явление в переработке полимеров . Разбухание диэлектрика происходит в случаях экструзии полимеров, когда поток полимерного материала продавливается через фильеру , специализированный инструмент в производстве для формования или резки полимерных материалов. Разбухание диэлектрика — это случай, когда поток полимера сжимается при входе в фильеру, а затем следует частичное восстановление или «разбухание» до прежней формы и объема полимера после выхода из фильеры, отсюда и термин «разбухание диэлектрика». Эффект Баруса назван в честь его первооткрывателя Карла Баруса , который опубликовал статью о нем в 1893 году. [1]
Разбухание матрицы — это явление, напрямую связанное с энтропией и релаксацией полимера в потоке потока. Первоначально поток потока имеет постоянную скорость перед входом в фильеру, и полимеры в потоке занимают примерно сферическую конформацию, максимизируя энтропию. Экструзия через фильеру вызывает увеличение скорости потока через поток полимера. Поскольку полимер проводит время внутри фильеры и подвергается значительно увеличенной скорости потока, полимеры теряют сферическую форму, становясь длиннее из-за увеличенной скорости потока. Физические запутывания могут ослабевать, если временной масштаб полимера в фильере достаточно велик. Когда поток полимера покидает фильеру, оставшиеся физические запутывания заставляют полимеры в потоке фильеры восстанавливать часть своей прежней формы и сферического объема, чтобы вернуться к примерно сферической конформации, которая максимизирует энтропию. [2]
Распутывание полимерных цепей является кинетическим процессом, и поэтому чем длиннее фильера, тем больше времени дается на распутывание физических запутываний внутри полимерного потока. При более длинной фильере и более медленном потоке полимера будет наблюдаться менее выраженное разбухание фильеры. Это связано с тем, что более длинная фильера обеспечивает более длительный период времени для распутывания полимера при увеличении скорости потока. Это характерное время релаксации определяет продолжительность времени, которое полимер должен провести внутри фильеры, чтобы минимизировать разбухание фильеры.