|
|
|
Главная --> Справочник терминов Деформации начинается Ползучесть полимеров (крип) - процесс нарастания деформации материала во времени в режиме постоянного его нагружения. ПА-6 в спектр кислотных радикалов Бекман и Деври установили, что 50 % всех «повреждений» происходят в слое толщиной менее 0,6 мкм от поверхности. Оставшиеся 50 % цепных радикалов получены на глубине до 3 мкм от поверхности. С учетом морфологии деградирующих полимеров, механики процесса измельчения и подвижности первичных свободных радикалов можно представить пространственное распределение вторичных радикалов. В данном случае с точки зрения прочности кристалла, по-видимому, маловероятно вытягивание и разрыв отдельных цепей ПА. Как уже рассматривалось в гл. 5, цепь ПА-6, уложенная в кристаллите более чем на 1,7 нм своей длины, будет скорее разрываться, чем вытягиваться из кристаллита. Вытягивание из поверхности разрушения целых микрофибрилл будет происходить с весьма большой вероятностью и сопровождаться разрушением межфибриллярных проходных цепей с образованием повреждений в поверхностном слое на глубине до 1 мкм. Это особенно важно для сильной пластической деформации материала перед растущей поверхностью разрушения. Перемещение свободных радикалов, конечно, вносит свой вклад в углубление слоя со следами повреждения. Тем не менее глубины поврежденного слоя, полученные в подобных экспериментах, действительно совпадают с нижними пределами размеров частиц, получаемых при механическом повреждении материала. Это свидетельствует о том, что повреждения могут вызываться механически вплоть до указанных -выше глубин. тин, типа показанной внизу справа на рис. 9.17. Характерные свойства термопластов — молекулярная анизотропия и сильная зависимость деформации материала от скорости деформирования— выявляются лишь в ограниченной степени. Итак, в технологии производства полимеров используют два вида смешения: недиспергирующее и диспергирующее смешение, называемые также экстенсивным и интенсивным смешением. Для первого вида смешения основным способом перемещения компонентов является конвекция. Тип смешения может быть либо распределительным, либо ламинарным. Распределительное смешение осуществляется вследствие упорядоченного или случайного перераспределения компонентов смеси, а ламинарное смешение — путем деформации материала в процессе ламинарного течения при растяжении, сжатии или сдвиге. Уменьшение наклона кривой о = f(e) по мере увеличения степени растяжения связано с началом развития в образце вынужденно-эластической деформации. С возрастанием напряжения скорость вынужденно-эластической деформации быстро увеличивается. В точке максимума на кривой а = /(е) скорость вынужденно-эластической деформации становится равной скорости растяжения, задаваемой прибором. Напряжение, при котором это наблюдается, называют пределом вынужденной эластичности (ав). По достижении ав происходит резкое сужение образца — образование так называемой «шейки». При переходе в шейку полимер ориентируется и его свойства по сравнению со свойствами исходного материала существенно изменяются. Ориентированный материал обладает в стеклообразном состоянии более высокими значениями модуля упругости и предела вынужденной эластичности в направлении ориентации, чем изотропный материал. Когда при образовании «шейки» достигается степень вытяжки, обеспечивающая заметное возрастание ав, развитие вынужденно-эластической деформации в шейке резко замедляется. Процесс деформации продолжается у границ шейки, где сечение образца уменьшено, т. е. там, где напряжение повышено, а упрочнение еще мало. На пологом участке кривой растяжения (участок //) напряжение при удлинении остается практически постоянным. Поперечное сечение шейки изменяется мало, и удлинение образца происходит, главным образом, за счет вынужденной эластической деформации материала у границ шейки. Длина шейки при этом увеличивается. Растяжение с образованием шейки и дальнейшим ее распространением является особенностью твердых полимеров. стеклования ав близок к 0 и в образце уже при малых напряжениях развивается высокоэластическая деформация. По мере понижения температуры 0В возрастает, поскольку для перегруппировки участков цепей требуются все большие напряжения, и в конце концов становится выше прочности испытываемого полимера (стп). Иными словами, при достаточно низкой температуре разрыв макромолекул под действием приложенной силы, а следовательно, и нарушение целостности материала происходит раньше, чем успевают переместиться их отдельные участки. Эта температура называется температурой хрупкости полимера (7\р). Дальнейшее понижение температуры несколько увеличивает напряжение, необходимое для разрыва (стп), но разрыву уже не предшествуют заметные вынужденно-эластические деформации материала. Кривая растяжения такого образца полимера показана на рис. V. 18 (кривая 2). Гидрофобные добавки. Набухание ДСП происходит в основном в направлении, перпендикулярном к их поверхности, за счет ориентации стружек в процессе прессования. Для снижения смачиваемости и водопоглощения вводят гидрофобные добавки (рис. 9.5). В качестве гидрофобной добавки [31] применяют исключительно углеводороды парафинового ряда с температурой плавления 50— 60 °С в виде водных дисперсий, содержащих 30—65% твердых веществ. Введение парафиновых углеводородов весьма эффективно для снижения водопоглощения (проблема смачивания), но далеко не эффективно против увлажнения. Поэтому в этом случае водопоглощение и процессы деформации материала тормозятся лишь временно. (1) Исходная вязкость Мисх - жесткость смеси без разогрева - и (2) минимальная вязкость Ммин - пластичность смеси - характеризуют вязкостные свойства материала. (3) Термопластичность (Мисх/ ММ1Ш) -перепад вязкости, зависящий от степени снижения упругости (вязкости) материала при повышении температуры. Для смесей, надмолекулярная структура которых неустойчива к деформациям, термопластичность определяется степенью разрушения этой структуры при деформации материала. (4) Начало подвулканизации Мподв - величина момента, приращение которого достигает 2 % от величины ММ1Ш., (5) время подвулканизации - время, соответствующее МПОдв- где т — число элементов, на которое разбивается деформируемый объем или ширина зоны деформации материала в серповидном зазоре между поверхностью ротора и стенкой смесительной камеры; HI — зазор между гребнем ротора и стенкой камеры для элемента i\ fi — площадь сечения z'-ro элемента. Мощность, необходимая для преодоления сил сопротивления деформации, осуществления деформации материала и сообщения крутящего момента двум валкам может быть рассчитана по формуле: где b — длина рабочей части валка; и — скорость вращения валка; z — тангенциальная сила (сумма напряжений сдвига или сил, необходимых для создания определенной деформации материала поверхностью каждого из двух валков вальцев). При температурах выше температуры стеклования Тс развитие высокоэластической деформации начинается с момента нагруже-ния и, таким образом, разрыву полимера предшествует высокоэластическая деформация. Из диаграммы прочностных состояний (см. рис. 11.4) следует, что выше Тс наблюдается разрывная прочность, падающая с температурой по экспоненциальному закону вида Вторая стадия деформации начинается с момента микроразрушения, подобно тому, как это происходит при деформации стеклообразного полимера (см. гл. 10). На одном из микродефектов, который оказался наиболее опасным, концентрируются перенапряжения и начинает разрастаться микротрещина. Перенапряжения в вершине микротрещины вызывают дополнительную деформацию в том же микрообъеме, прилегающем к вершине микротрещины. Дополнительная деформация имеет место за счет распада части кристаллических структур, в которых сегменты были ориентированы произвольно по отношению к действующему напряжению. После распада исходных структур происходит ориентация сегменточ в направлении действия силы и образование новых кристаллов, в которыч сегменты ориентированы в направлении действия силы. Структуры При более высоких напряжениях наблюдается S-обра ная зависимость деформации от времени. После достижения пр дельной высокоэластической деформации начинается интенсивн< разрушение структ>ры, приводящее к увеличению скорости дефо мирования Таким образом, кривые зависимости деформаш сдвига у от времени при достаточно высоких напряжениях сдви] имеют три участка. Протяженность второго участка зависит ( действующего напряжения При высоких его значениях этот ^ч, сток вырождается в точку. структуры При более высоких напряжениях наблюдается S-образ-ная зависимость деформации от времени. После достижения прс дельной высокоэластической деформации начинается интенсивное разрушение структуры, приводящее к увеличению скорости деформирования Таким образом, кривые зависимости деформации сдвига у от времени при достаточно высоких напряжениях сдвига имеют три участка. Протяженность второго участка зависит от] действующего напряжения При высоких его значениях этот участок вырождается в точку. структуры При более высоких напряжениях наблюдается S-обр ная зависимость деформации от времени. После достижения п дельной высокоэластической деформации начинается интенсив: разрушение структуры, приводящее к увеличению скорости деф мирования Таким образом, кривые зависимости деформа! сдвига у от времени при достаточно высоких напряжениях сдв! имеют три участка. Протяженность второго участка зависит действующего напряжения При высоких его значениях этот j сток вырождается в точку. По достижении определенного расстояния между зажимами, которое зависит от глубины первоначального надреза, типа резины и скорости деформации, начинается вторая стадия раздира—рост надреза. Зта стадия для различных типов образцов и режимов испытаний на раздир протекает по-разному (рис. 132). Для образцов первых двух типов* на первой стадии наблюдается только растяжение (//70=Х—кратность растяжения). По мере увеличения расстояния между зажимами напряжение увеличи- Развитие вынужденно-эластической деформации начинается в самом слабом сечении образца и сопровождается образованием «шейки» — местного резкого уменьшения сечения образца, которое постепенно распространяется в обе стороны вдоль образца по направлению к зажимам. В момент возникновения шейки на деформационной кривой (построенной в условных напряжениях) появляется максимум. Образование максимума связано с резким уменьшением истинного сечения, появлением микротрещин и даже разогревом материала в районе шейки. Прямые замеры показывают, что сечение шейки может уменьшиться в 1,7 раза уже при 20%-ном удлинении образца. Если построить деформационную кривую в расчете на истинное напряжение, то оказывается, что падение напряжения в действительности отсутствует. Выше температуры стеклования Тс развитие высокоэластической деформации начинается с момента нагружения и таким образом разрыву полимера предшествует высокоэластическая деформация. Из схемы прочностных состояний (см. рис^. 7.1) следует, что выше Тс с повышением температуры разрывная прочность снижается. До температуры пластичности Т„ разрыв полимера происходит без образования шейки в месте разрыва (поперечное сечение образца до и после разрыва, как и при хрупком разрыве, одинаково. Выше температуры Тп при переходе через предел текучести развивается остаточная деформация, пока не образуется сужение и в месте сужения не наступит/разрыв. При дальнейшем повышении температуры достигается состояние, когда предел текучести равен нулю (температура текучести Гт). Это состояние называется вязкотекучим. где в левой и правой частях уравнения записаны суммы дифференциальных операций, или дифференциальные операторы. Существенно, что для вязкоупругой жидкости суммирование операций для деформации начинается с п = 1, а для напряжения с п = 0, т. е. младшим членом в левой части уравнения является у , а в правой ст. Коэффициент А х имеет смысл вязкости в установившемся течении (для двухэлементной модели вязкость г] = т^ + т]2). Если процесс деформации начинается при некоторой температуре, при которой сетка находится еще в аморфном состоянии, и если уравнение имеет форму (120), отношение ЦТ будет линейно расти с увеличением L до момента начала кристаллизации (точка А). Эта точка характеризует температуру плавления сетки при заданной силе и удлинении. С возрастанием степени кристалличности длина образца растет (участок АВ). Для од-нокомпонентной системы сила должна оставаться неизменной вплоть до полного завершения перехода (точка В). Меньший из двух корней уравнений (128) и (129) определяет это равновесие. Предполагается, что далее напряжение будет возрастать очень резко (почти по вертикальной прямой) в результате перехода системы в точке В в жесткое кристаллическое состояние.  Деструктивного окисления Детальное обсуждение Детального рассмотрения Дезактивации катализатора Диэлектрические постоянные Диэлектрическими показателями Диэлектрической проницаемости Диацетильные производные Дальнейшего хлорирования |
- |
Навигация