Network theory of the nonlinear behaviour of polymer melts. Simple shear flow

Summary

The network model developed in a previous paper is applied to the simple shear flow of polymer melts. The constitutive equation obtained consists of two terms. One of them describes the stress due to the network strands which exist at the onset of the deformation, dissociate during the deformation and result in a single integral constitutive equation with a strain dependent damping function. The formulation of the damping function in invariant form seems to be almost impossible.

The second normal stress differenceN ₂ of the model is not zero,but has negative values. According to our model this is a consequence of the deformation dependence of the disentanglement process. The theory is compared with experimental data for a LDPE melt. It is found that the model explains the main features of the shear flow behaviour of the LDPE melt investigated preciously.

Zusammenfassung

Das Netzwerk-Modell, das in einer vorangegangenen Arbeit entwickelt wurde, wird für die einfache Scherströmung von Polymerschelzen angewendet. Die abgeleitete rheologische Zustandsgleichung besteht aus zwei Gliedern. Das erste beschreibt die Spannung-Dehnung-Beziehung der Kettensegmente, die zu Beginn der Deformation existieren und während der Deformation aufgelöst werden. Es hat die Form der einfachen Integralbeziehung mit einer Gedächtnisfunktion. Es ist kaum möglich, die dabei erhaltene Gedächtnisfunktion als Funktion der Invarianten der der Tensoren darzustellen. Die zweite Normal-SpannungsdifferenzN ₂ des Modells ist nicht Null und hat einen negativen Wert. Dies ist nach unserem Modell eine Folge der Deformationsabhängigkeit des Entschlaufungsprozesses. Die Theorie wird mit dem experimentellen Daten für eine LDPE-Schmelze verglichen, wobei sich zeigt, daß das Modell die wesentlichen Merkmale des Scherverhaltens der LDPE-Schmelze gut erklärt.