|
|
|
Главная --> Справочник терминов Деформация полностью Деформация полимеров - изменение формы или объема полимерного материала под влиянием внешних энергетических полей. Как было отмечено ранее, различный вид кривых напряжение—деформация связан не с определенным химическим строением полимеров, а с их физическим состоянием. При соответствующем выборе внешних условий нагружения можно наблюдать переход от одного типа поведения (например, хрупкое, кривая /) к другому (пластичное, кривая 3). Эти феноменологические особенности процесса деформирования полимеров детально рассмотрены в работах [14, 52—53, 55—57] и в работах, на которые сделаны ссылки в гл. 1 !). Уменьшение '> См. также Аскадский А. А. Деформация полимеров.— М.: Химия, 1973.—Прим. ред. Установлено, что данное выражение справедливо для ряда полимеров (ПВХ, ПК, ПММА, ПС, ацетата целлюлозы) в более или менее широких интервалах температур и скоростей деформации [154, 156, 158]. Значения у (зависящих от температуры) активационных объемов при комнатной температуре заключены в интервале 1,4 «м3 (ПММА) — 17 нм3 (ацетат целлюлозы). Это означает, что, согласно данному представлению, деформация полимеров при достижении предела вынужденной эластичности обусловлена термически-активированным смещением молекулярных доменов в объемах, размеры которых в 10 (ПММА) — 120 (ПВХ) раз больше длины мономерного звена. Ряд авторов указывал [155—158, 160], что приведенный выше критерий (8.29) соответствует критерию вынужденной эластичности Кулона T0+M>P = const. Коэффициент трения ц обратно пропорционален у. Анализируя свои экспериментальные данные по поликарбонату с учетом выражения (8.29), Бауэнс— Кроует и др. [158] приходят к выводу о существовании двух процессов течения. Они связывают их с а-процессом (скачки сегментов основных цепей) и с механизмом механической 3-релаксации. Деформация полимеров 40 и ел. Дехлорирование поливинилхлорида 265 11ластпческая деформация полимеров 4. Аскадский А. А. Деформация полимеров.— М.: Химия, 1973.— 448 с. При низких температурах высокоэластическая деформация полимеров D вследствие ее релаксационного характера не успевает развиться. Поэтому с понижением температуры D уменьшается и при некоторой температуре (ниже Тс) небольшие напряжения могут вызвать лишь малые упругие деформации. 2. Аскадский А. А. Деформация полимеров. М., 1979. В общем случае деформация полимеров состоит из трех слагаемых, которые играют различную роль при низких и высоких температурах. 5. Аскадскии АЛ. Деформация полимеров. М.:Химия. 1973. 448 с. Упругая (гуковская) деформация связана с деформированием валентных углов и изменением межатомных расстояний. После снятия нагрузки упругая деформация полностью восстанавливается за время, меньшее 10~3 с. в какой момент какие условия воздействия становятся критическими для состояния, в котором находится материал. Ввиду того что из множества характеристик полимерных структур выбирается только их деформация, полностью решить эту задачу вряд ли возможно. Компетентное рассмотрение обеих задач, их взаимосвязи и зависимости от других областей науки о полимерах, вероятно, можно найти в энциклопедиях полимеров [1, 2] и частично в специальных учебниках по вязкоупру-гости [3, 4], механике [5] и физике [6—8] полимеров. Хотя в общем случае первая задача и не может быть решена, в литературе по разрушению (учебники [9—12]) широко и понятно объясняется это явление, которое сводится к процессам, вызывающим наиболее очевидные изменения морфологии образцов во время разрушения. Сделаем следующие допущения; полимер несжимаем и деформация полностью обратима (см. разд. 6.8 и 15.3); свободный пузырь имеет сферическую форму и однороден по толщине; условия свободного раздува изотермические, а при контакте со стенками формы лист затвердевает; проскальзывание на стенках отсутствует: толщина пузыря по сравнению с его размерами очень мала. Предположение о постоянной толщине стенок свободного пузыря соответствует наблюдениям. Шмидта и Карли [24], установившим, что при быстром двухосном растяжении листа наблюдается широкое распределение толщин во всех случаях, за исключением того, когда лист приобретает форму полусферы. Более того, Денсон и Галло 131] получили очень Удлинения, возникающие на участке // кривой растяжения 2, после снятия нагрузки уменьшаются незначительно. Так как без приложения внешних напряжений тепловое движение в полимерном стекле не способно заметно изменять конформации макромолекул, фиксированные молекулярными взаимодействиями, то уже развившаяся вынужденно-эластическая деформация после снятия нагрузки оказывается фиксированной. Однако при нагревании полимера выше Тс, когда подвижность участков макромолекул возрастает, вынужденно-эластическая деформация полностью релак-сирует. Термомеханическая кривая на рис.30 соответствует случаю, когда высокоэластическая деформация полностью подавлена кристаллизацией. В реаль- Характерная для твердых тел упругая деформация у каучуков и резиновых смесей связана с изменением валентных углов в пределах действия валентных сил и с изменением расстояний между атомами в макромолекулах. После снятия внешней силы упругая деформация полностью исчезает, поскольку частицы мгновенно занимают первоначальное положение. Упругая деформация мала и мгновенно обратима; практически можно считать, что систем при изменении скорости сдвига Y получило название аномалии вязкости. В связи с непостоянством вязкости расплавов полимеров ее называют эффективной вязкостью, а сами системы, проявляющие аномалии вязкости, называют реальными или аномально-вязкими жидкостями. Аномалия вязкости связана с развитием и накоплением в полимере при его течении высокоэластической деформации наряду с упругой и пластической. Подобно упругой высокоэластическая деформация полностью обратима, но в отличие от упругой она развивается во времени, 'так как обусловлена конформационными превращениями макромолекул, т. е. релаксационными процессами. На скорость последних влияют температура и длительность воздействия нагрузки на полимер. что связано с большими силами и модулями упругости. После снятия нагрузки или в результате релаксационных процессов эти углы снова восстанавливаются под действием возникшего в самой макромолекуле напряжения. Деформация полностью обратима. При высокоэластической деформации изогнутые макромолекулы частично выпрямляются (или сильнее свертываются) что связано с большими силами и модулями упругости. После снятия нагрузки или в результате релаксационных процессов эти углы снова восстанавливаются под действием возникшего в самой макромолекуле напряжения. Деформация полностью обратима. При высокоэластической деформации изогнутые макромолекулы частично выпрямляются (или сильнее свертываются) Специфической особенностью высокополимерных материалов при температуре выше температуры стеклования является способность к высокоэластической деформации. Подобно упругой деформации высокоэластическая деформация полностью обратима. Однако в отличие от упругой высокоэластическая деформация развивается во времени, причем скорость этого развития существенно зависит от температуры. Величина высокоэластической деформации в десят-ки и сотни раз превосходит пре-дельные значения упругой дефор-мации, достигая в отдельных случаях 500—700% и более. В нашем распоряжении не было кристаллического, длительно хранившегося каучука и поэтому исследовался имевшийся слабовулканизованный кристаллический каучук. (Слабая вулканизация не мешала нашему исследованию.) При деформации таких образцов наблюдалась «шейка», форма кривых на графиках напряжение—деформация (рис. 3, 1) имела такой же вид, как и у кристаллического невулканизованного каучука. Если такой образец растянуть не до разрыва, освободить и затем повторно растянуть, то на графиках напряжение—деформация полностью исчезают участки / и II. Образец деформируется целиком, без образования «шейки», и наблюдается только заметное упрочнение образца перед разрывом (рис. 3, 2). Сравнение кривых 1 и 2 на рис. 3 показывает, что благодаря механическому усилию происходит плавление ранее образовавшейся кристаллической фазы в каучуке.  Деструкции полисахаридов Деструкции сополимеров Деструктивной переработки Дальнейшее уменьшение Детального обсуждения Детонационной стойкости Диэлектрические характеристики Диэлектрических характеристик Диэлектрической постоянной |
- |
Навигация