Главная --> Справочник терминов


Деформации развивающейся Наиболее гибкие цепи при деформации растяжения легко ориентируются и кристаллизуются. В ориентированном же состоянии решающую роль играет энергия когезии. Образование в системе поперечных связей ограничивает сегментальное движение, что отражается на резком падении относительного удлинения (табл. 6).

Когда сетка полиуретана подвергается деформации растяжения, то противодействие внешнему напряжению оказывают ориентированные участки между сшивками. «Оборванные» цепи релак-сируют независимо от приложенного напряжения. При строгом соблюдении требований по функциональности исходных соединений обычно получается уретановый эластомер с пространственной структурой, близкой к идеальной. Но в реальных системах наблюдаются отклонения от оптимально сформированной сетки. Возникают полусвязанные и даже вообще свободные цепи, создающие неэффективную часть сетки [58]. Здесь уместно еще раз напомнить данные по сопротивлению разрыву полиуретанов на основе поли-оксипропиленгликолей. Несомненно, что низкие физико-механические показатели этих полиуретанов есть следствие нерегулярности структуры и отсутствия обратимой кристаллизации • при растяжении. Кроме того, промышленный полиэфир молекулярной массы 2000 обычно содержит 4—5% (мол.) монофункциональных молекул, образующих не несущие нагрузки цепи и золь-фракцию полимеров [33, с. 33]. Наличие монофункциональных соединений в пространственной структуре уретановых эластомеров влияет не только на изменение соотношения эффективных и неэффективных цепей, но в некоторой степени определяет молекулярную массу и моле-кулярно-массовое распределение сегментов. При этом свободные

Физико-механические свойства. Структура полиуретанов определяет все важнейшие их свойства. Только в уретановых эластомерах достигаются высокие напряжения при деформации растяжения и сжатия без введения наполнителей [2, с. 195].

Теоретическая прочность твердого тела - прочность тела с идеальной структурой (без повреждений и дефектов) при температуре абсолютного нуля (т. е. в отсутствие теплового движения) при однородной статической деформации растяжения и сдвига.

Обычно молекулярные критерии учитывают молекулярную массу, запутанность цепей и локальную подвижность цепных сегментов при заданной температуре и окружающей химической среде [11, 15, 50, 79, 146, 165—167, 173]. О влиянии химической среды будет сказано в разд. 9.2.4. Рассматриваемые в данном разделе исследования были выполнены большей частью в стандартных атмосферных условиях. Раш и Бек [95] объясняют начало роста трещины серебра ослаблением материала вследствие локальных деформаций. Они предполагают существование критической деформации образования такой трещины, которая зависит от величины постоянного свободного объема, первоначально распределенного в массе материала. Вследствие вынужденной деформации растяжения образуется дополнительный свободный объем в полимере, благодаря чему

сталлизации расплава ПЭВП в условиях деформации сдвига, иллюстрируется рис. 3.14. Из рисунка видно, что при малых скоростях деформации (в данном случае до 0,5 с"1) индукционный период остается неизменным. Увеличение скорости сдвига выше этого значения вызывает резкое уменьшение индукционного периода, сопровождающееся сильным ростом скорости кристаллизации. Этот эффект вызван выпрямлением молекулярных цепей вследствие развития высокоэластической деформации растяжения, возникающей при сдвиговом течении. Если число Деборы мало, то эта деформация успевает релаксировать, как это и наблюдалось в упомянутом эксперименте при у < 0.5 с'1 (характерное время релаксации для расплава оказывалось соизмеримо с временем нагружения 1/у).

где ё — скорость деформации растяжения. Скалярные инварианты тензора Y равны:

Следовательно, необходимая скорость деформации растяжения, обеспечивающая простое продольное течение, равна:

Аналогичные выражения, определяющие условия деформирования, которые позволяют создать два других вида однородной деформации растяжения, рассмотрены в Задаче 6.13.

В установившемся продольном течении продольная вязкость fj — это физическая характеристика вещества, определяющая зависимость разности нормальных напряжений от скорости деформации растяжения:

Экспериментальные данные о продольной вязкости полиизобу-тилена, полученные Стивенсоном, представлены на рис. 6.14. Обратим внимание на две особенности этих данных. Во-первых, формула Трутона справедлива только для области ньютоновского течения. Во-вторых, продольная вязкость практически не зависит от скорости деформации растяжения. Поскольку ц (у) с увеличением скорости сдвига уменьшается, г\/т\ > 3.

Структурные изменения в пристенном слое существенно отличаются от тех, которые происходят в процессе течения в основной массе струи. Возникающие напряжения могут приводить к периодическому проскальзыванию пристенных слоев, что влечет за собой проявление нестабильности потока. В большинстве случаев такая нестабильность проявляется по причине 5-6-кратной деформации, развивающейся в результате сдвига, и возникающих при этом нормальных напряжений. Необходимо отметить, что увеличение длины капилляра / ослабляет нестабильность процесса истечения концентрированных растворов и расплавов полимеров. Нарушение установившегося течения и профиля скоростей, которое выражается в искажении формы струи жидкости, вытекающей из капилляра, определяется как эффект "эластической турбулентности". Область проявления эластической турбулентности соответствует увеличению эффективной скорости сдвига. Эта область смещается в сторону больших ч и у при ослаблении входовых эффектов, при удлинении капилляра, при снижении Чэф.

* Журков С. П., Абасов С. А. ФТТ, 1962, т. 4, с. 2184—2192. ** Т. е. высокоэластической деформации, развивающейся при очень медленном растяжении ниже Тс; обратимость этой деформации выявляется при нагревании выше Те; природа этого эффекта становится легко понятной при рассмотрении рис. П. 2.— Прим. ред.

эластической деформации (развивающейся в вязком потоке полимера).

По своим механическим свойствам эластомеры обнаруживают черты твердых и жидких тел, т. е. упругих и вязкотекучих, но в то же время и качественно отличаются от них. Как известно, в идеально упругих твердых телах напряжение пропорционально соответствующей деформации, развивающейся мгновенно, и не зависит от скорости приложения напряжения. В вязких жидкостях напряжение определяется скоростью деформации и не зависит от ее величины. В эластомерах же напряжение зависит и от величины и от скорости деформации. Эта особенность может быть определена как вязкоупругое и высокоэластическое поведение материалов.

Важнейшей характеристикой полимера является термомеханическая кривая [11], отражающая зависимость деформации от температуры (рис. 87). Речь идет о деформации, развивающейся в течение определенного промежутка времени при постоянно заданной величине нагрузки. Такие кривые снимаются на специальных приборах, называемых консистометрами*. На термомеханической кривой

Важной характеристикой прочности полимера является значение относительной деформации, развивающейся к моменту разрыва образца, которое при хрупком разрушении не превышает доли процента; в случае высокоэластического оно достигает сотен процентов, а иногда превышает 1000%. Таким образом, зная величину деформации в момент разрушения, можно в известной мере судить о состоянии полимера в момент разрыва.

Важнейшей характеристикой полимера является термомеханическая кривая [11], отражающая зависимость деформации от температуры (рис. 87). Речь идет о деформации, развивающейся в течение определенного промежутка времени при постоянно заданной величине нагрузки. Такие кривые снимаются на специальных приборах, называемых консистометрами*. На термомеханической кривой

Важной характеристикой прочности полимера является значение относительной деформации, развивающейся к моменту разрыва образца, которое при хрупком разрушении не превышает доли процента; в случае высокоэластического оно достигает сотен процентов, а иногда превышает 1000%. Таким образом, зная величину деформации в момент разрушения, можно в известной мере судить о состоянии полимера в момент разрыва.

Текучесть полимеров характеризуется следующими отличительными свойствами: 1) высокой вязкостью в связи с большой молекулярной массой полимеров; 2) особой ролью напряжения, обеспечивающего снижение вязкости в процессах переработки; 3) независимостью температурного коэффициента вязкости от многих факторов, в том числе от молекулярной массы и напряжения и 4) особой ролью высокоэластической деформации, развивающейся в вязком потоке полимера.

В основе метода лежит определение термомеханической кривой полимера [1, 2, 6, 7], т. е. температурной зависимости деформации, развивающейся под действием постоянного напряжения в течение определенного промежутка времени. По термомеханической кривой отсчитываются условные температуры Т/ и Тё. Было показано экспериментально [1,2] и выведено теоретически [3, 5], что между степенью полимеризации Р и разностью температур Т/ — Те существует простое соотношение:

Один из наиболее простых методов изучения температурной зависимости механических свойств полимеров — это метод термомеханических кривых. Сущность этого метода состоит в том, что определяется температурная зависимость деформации, развивающейся в испытуемом образце под постоянной нагрузкой, прикладываемой к образцу на одно и то же время (например, 10 с). Измерения производят на образце, нагреваемом с постоянной скоростью 1—3 К/мин примерно со 123 К и до температуры 573— 673 К. Результаты таких измерений представляют в виде графика деформация — температура, известного под названием термомеханической кривой [7; 8, с. 74].

РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ДЕФОРМАЦИИ, РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ ПРИ ТЕЧЕНИИ ПОЛИМЕРОВ




Дезактивации катализатора Диэлектрические постоянные Диэлектрическими показателями Диэлектрической проницаемости Диацетильные производные Дальнейшего хлорирования Диагонально резательной Диаграмма молекулярных Диалкильные соединения

-
Яндекс.Метрика