Número de Deborah
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Un parámetro útil que se utiliza a menudo para estimar los efectos elásticos durante el flujo es el número de Deborah (De). El número de Deborah está definido por d
onde λ es el tiempo de relajación del polímero y tp es un tiempo de proceso característico. El tiempo de proceso característico se puede definir por la relación entre la dimensión característica del troquel y la velocidad promedio a través del troquel. Un número de Deborah de cero representa un fluido viscoso y un número de Deborah de ∞ un sólido elástico. A medida que el número de Deborah se vuelve > 1, el polímero no tiene tiempo suficiente para relajarse durante el proceso, lo que genera posibles desviaciones en la dimensión del extruido o irregularidades, como el hinchamiento del extruido, la piel de tiburón o incluso la fractura por fusión. Aunque muchos factores afectan la cantidad de hinchamiento extruido, la "memoria" del fluido y los efectos de la tensión normal son los más significativos. Sin embargo, los cambios abruptos en las condiciones de contorno, como el punto de separación del extruido de la matriz, también desempeñan un papel en la reducción de la sección transversal o el hinchamiento del extruído. En la práctica, la contribución de la memoria fluida al hinchamiento de la matriz se puede mitigar alargando la longitud de la tierra de la matriz. Un troquel largo separa el polímero del colector el tiempo suficiente para permitirle "olvidar" su forma anterior. También pueden aparecer ondas en el extruido como resultado de las altas velocidades durante la extrusión que no permiten que el polímero se relaje. Este fenómeno generalmente se conoce como piel de tiburón y se muestra para un polietileno de alta densidad. Es posible extruir a velocidades tan altas que se produzca una separación intermitente de la masa fundida y las paredes internas del troquel. Este fenómeno a menudo se denomina efecto stick-slip o flujo de chorro y se atribuye a las altas tensiones de cizallamiento entre el polímero y la pared del troquel. Este fenómeno ocurre cuando el esfuerzo cortante está cerca del valor crítico de 0,1 MPa. Si la velocidad aumenta aún más, se extruye una geometría helicoidal. Eventualmente, las velocidades se vuelven tan altas que se desarrolla un patrón caótico. Este conocido fenómeno se denomina fractura por fusión. El efecto piel de tiburón rara vez se experimenta con polímeros lineales, que tienden a experimentar un flujo de chorro. Se ha informado que el esfuerzo cortante crítico es independiente de la temperatura de fusión, pero inversamente proporcional al peso molecular promedio en peso. En resumen, el número de Deborah y el tamaño de la deformación impuesta sobre el material durante el procesamiento determinan cómo modelar el sistema con mayor precisión. Con números de Deborah pequeños, el polímero se puede modelar como un fluido newtoniano, y con números de Deborah muy altos, el material se puede modelar como un sólido de Hooke. En el medio, la región viscoelástica se divide en dos áreas: la región viscoelástica lineal para pequeñas deformaciones y la región viscoelástica no lineal para grandes deformaciones.