|
|
|
Главная --> Справочник терминов Деформация материала Цель работы. Получение кривых нагрузка — деформация кристаллических и аморфных полимеров при различных температурах и скоростях приложения нагрузки, определение напряжения рекристаллизации или предела вынужденной эластичности и их зависимости от температуры и скорости растяжения. Высокоэластическая деформация, вынужденно-эластическая деформация стеклообразных полимеров, пластическая деформация кристаллических полимеров приводят к развертыванию молекулярных клубков и ориентации макромолекул в направлении действия силы. Ориентированные эластомеры можно охладить до Т<ТС и таким образом зафиксировать состояние ориентации макромолекул. Все ориентированные полимеры имеют одно общее свойство: их прочность и модуль упругости при растяжении в направлении ориентации много больше, чем у неориентированного полимера, а прочность и модуль при деформации в перпендикулярном направлении меньше, чем у исходного неориентированного полимера. Деформация кристаллических тел всегда сопровождается охлаждением? после прекращения действия деформирующих сил и возвращения тела к исходной форме образец нагревается. Деформация (сжатие) газа сопровождается нагреванием; после снятия внешних сил газ расширяется и охлаждается, Кристаллические структуры по-разному влияют на механические свойства кристаллических и кристаллизующихся полимеров. При приложении малых напряжений деформация кристаллических полимеров очень мала. Выше температуры плавления полимер переходит практически сразу в вязкотекучее состояние, при этом деформация резко возрастает (рис. II. 8). Кристаллизующийся полимер того же химического строения имеет иную термомеханическую кривую. Так, если расплав кристаллизующегося полимера быстро охладить, то он не успеет закристаллизоваться и перейдет в стеклообразное состояние. До температуры стеклования он будет вести себя как обычный аморфный полимер, т. е. проявлять малые обратимые деформации. В отличие от-кристаллического, у кристаллизующегося полимера проявится и область высокоэластического состояния, и именно в ней, вследствие увеличения сегментальной подвижности макромолекул, наступит кристаллизация. Превратившись в кристаллический, полимер обнаружит высокие необратимые деформации лишь после достижения температуры плавле- Введение оксида цинка в бинарные смеси ускорителей практически во всех случаях сопровождается возрастанием дефектности кристаллов, что обусловлено особенностями структуры кристаллов оксида цинка и характером их взаимодействия с кристаллическими ускорителями. При контакте кристаллов ZnO и ускорителей поверхности последних приспосабливаются к поверхности кристаллов оксида цинка, вследствие чего происходит сильная деформация кристаллических решеток ускорителей и возрастание межфазной поверхностной энергии. Равнодействующая поверхностных сил при этом направлена к более полярным кристаллам оксида цинка [273]. Эта равнодействующая, искажающая поверхность кристаллов ускорителей и приспосабливающая их к поверхности кристаллов оксида цинка, ослабляет силы межмолекулярного взаимодействия между молекулами эвтектических смесей ускорителей и при нагревании приводит к снижению температуры плавления системы. В процессе плавления молекулы ускорителей, в зависимости от их полярности, селективно адсорбируются на поверхности кристаллов оксида цинка с выделением теплоты адсорбции, частично компенсирующей энтальпию плавления системы, что подтверждается исследованиями методом ДСК. Деформация кристаллических тел всегда сопровождается охлаждением; после прекращения действия деформирующих сил и возвращения тела к исходной форме образец нагревается. Деформация (сжатие) газа сопровождается нагреванием; после снятия внешних сил газ расширяется и охлаждается. Кристаллические полимеры под влиянием приложенного напряжения могут подвергаться значительным деформациям (до 1000%). В течение длительного времени полагали, що деформация кристаллических полимеров (например, полиамидов) носит в основном необратимый характер, т. с. обусловлена развитием процессов течения. Это заключение основывалось па том, что растянутый образец полимера при нагревании выше температуры плавления не восстанавливал своих первоначальных размеров. Однако это не является доказательством необратимого характера деформации полиамида, поскольку, вследствие сравнительно невысокого молекулярного веса Этого полимера, при нагревании он переходит не в нысокоэластическое, а в вязкстекучее состояние, характеризующееся необратимыми деформациями. Если образец полиамида после вытяжки при комнатной температуре обработать формальдегидом, то вследствие образования пространственной сетки он при нагревании переходит не н текучее, а в высокоэластическое состояние, и холодная вытяжка оказывается полностью обратимой. Следовательно, большие деформации кристаллических полимеров могут быть и обратимыми. Деформация кристаллических тел всегда сопровождается охлаждением; после прекращения действия деформирующих сил и возвращения тела к исходной форме образец нагревается. Деформация (сжатие) газа сопровождается нагреванием; после снятия внешних сил газ расширяется и охлаждается. Кристаллические полимеры под влиянием приложенного напряжения могут подвергаться значительным деформациям (до 1000%). В течение длительного времени полагали, цю деформация кристаллических полимеров (например, полиамидов) носит в основном необратимый характер, т. с. обусловлена развитием процессов течения. Это заключение основывалось па том, что растянутый образец полимера при нагревании выше температуры плавления не восстанавливал своих первоначальных размеров. Однако это не является доказательством необратимого характера деформации полиамида, поскольку, вследствие сравнительно невысокого молекулярного веса Этого полимера, при нагревании он переходит не в нысокоэластическое, а в вязкстекучее состояние, характеризующееся необратимыми деформациями. Если образец полиамида после вытяжки при комнатной температуре обработать формальдегидом, то вследствие образования пространственной сетки он при нагревании переходит не R текучее, а в высокоэластическое состояние, и холодная вытяжка оказывается полностью обратимой. Следовательно, большие деформации кристаллических полимеров могут быть и обратимыми. Растяжение кристаллических тел сопровождается увеличением удельного объема, при высокоэластической деформации объем практически не меняется. В то время как обычная упругая деформация развивается практически моментально, со скоростью звука, высокоэластическая деформация требует некоторого промежутка времени. Наконец, обратимая деформация кристаллических тел составляет несколько процентов от первона- " чального размера образца,резина же способна деформироваться на 1000% и более, а сжимаемость газов — еще больше. Столь значительное отличие в характере деформации этих веществ наталкивает на мысль, что упругость газов и каучуков имеет Растяжение кристаллических тел сопровождается увеличением удельного объема, при высокоэластической деформации объем практически не меняется. В то время как обычная упругая деформация развивается практически моментально, со скоростью звука, высокоэластическая деформация требует некоторого промежутка времени. Наконец, обратимая деформация кристаллических тел составляет несколько процентов от первона- " чального размера образца, резина же способна деформироваться на 1000% и более, а сжимаемость газов — еще больше. Столь значительное отличие в характере деформации этих веществ наталкивает на мысль, что упругость газов и каучуков имеет В настоящее время не существует общей теории деформации кристаллических полихмеров. В некоторых работах описывается деформация кристаллических полимеров и отмечается образование «шейки» [5]. Однако в этом случае не рассматривается молекулярный механизм этого явления. Другой метод реализации описанного способа плавления осуществлен в одночервячных экструдерах и других машинах подобной конфигурации, в которых деформация материала является следствием напряжений сдвига, вызванных движением стенок. В частности, в червячных экструдерах, которые спроектированы и работают таким образом, что в зонах питания червяка (см. разд. 12.1) развиваются очень высокие давления, наблюдаются более высокие скорости плавления, чем те, которые предсказываются моделями плавления, основанными на анализе плавления по механизму теплопроводности с принудительным удалением расплава за счет движения стенок. Если А,1 = /.2 = А,з = /1/3, то функция / обращается в нуль и деформация материала становится чисто объемной (дилатационной). г) термомеханические показатели, деформация материала в зависимости от температуры [37, 38]. деформируется на величину у. Деформация материала упругого элемента Областью деформации называется область А^А^В^С^С^В^ в межвалковом пространстве, где происходит деформация материала. Материал, деформируясь, оказывает сопротивление деформации, и со стороны материала на валок действуют: 1) нормальное удельное давление /?, обусловленное сопротивлением материала деформации сжатия и сдвига; 2) касательные напряжения, или напряжения сдвига, т, обусловленные стремлением материала перемещаться (скользить) относительно вращающихся (перемещающихся) поверхностей валков; касательные напряжения вызваны изменением условий деформации (изменением формы), наличием адгезионных и вязкоупругих свойств материала. В материалах, армированных тканями и кручеными нитями, 'волокна изогнуты и под действием внешних нагрузок стремятся выпрямиться. При этом увеличивается общая деформация материала и может произойти растрескивание полимерной матрицы, что вызывает уменьшение механической и диэлектрической прочности материала и нарушение его герметичности. На рис. III. 48 представлены отношения Di/D2 для разных температур, причем в качестве основы для сравнения были взяты размеры частиц с поверхностным слоем при 90 °С. На построенной зависимости в области, в которой наблюдается максимум механических потерь, также обнаруживается максимум. Такое совпадение связано с тем, что при этой температуре время проведения эксперимента сопоставимо со средним временем релаксации полимерной матрицы. (Выше уже отмечалось, что толщина поверхностного слоя зависит от частоты воздействия.) При температуре, соответствующей максимуму механических потерь, времена релаксации в поверхностном слое больше характерного времени экспериментальной шкалы, поэтому этот слой не может существенно деформироваться. В то же время на больших удалениях от границы раздела фаз времена релаксации полимера сопоставимы с временем воздействия, и поэтому общая деформация материала определяется деформацией этих более удаленных слоев, Обычно под модулем упругости понимают напряжение, 'при -котором относительная деформация материала равна единице. В случае вязкоупругих тел это определение должно 'быть обобщено. а) плавление материала; б) пластическая деформация материала, в результате которой бесформенной массе придается конфигурация будущего изделия; в) охлаждение материала до температуры теплостойкости, при которой он может сохранять приданную ему форму. В ряде случаев процессу формования сопутствуют процессы механической ориентации, обеспечивающей улучшение прочностных характеристик материала. а) нагрев материала до перехода в вязкопластичное состояние; б) пластическая деформация материала, в процессе которой в материал вводят необходимые дополнительные ингредиенты (в ряде случаев нагрев до нужной температуры осуществляется за счет тепла, выделяющегося вследствие вязкого трения); полученную в процессе смешения композицию вновь подвергают пластической деформации и придают ей форму готового изделия; в) нагрев готового изделия до температуры отверждения (или вулканизации), при которой в материале протекают химические реакции, обеспечивающие образование непрерывной пространственной структуры. 2. Изготовление изделий из термопластичных материалов. При этом протекают следующие основные процессы: а) плавление материала; б) пластическая деформация материала, в результате которой вязкой массе придается конфигурация будущего изделия; в) охлаждение материала до температуры теплостойкости, при которой может сохраняться приданная ему форма. В ряде случаев процессу формования сопутствуют процессы механической ориентации, обеспечивающей улучшение прочностных характеристик материала.  Дальнейшее удлинение Деструкции поливинилхлорида Деструкции уменьшается Деструктивного окисления Детальное обсуждение Детального рассмотрения Дезактивации катализатора Диэлектрические постоянные Диэлектрическими показателями |
- |
Навигация