|
|
|
Главная --> Справочник терминов Изменение диэлектрических В основу таких методов положено измерение величины деформации при одноосном сжатии испытуемого материала. Изменение деформации в зависимости от температуры позволяет проследить развитие упругой, высокоэластической деформации и пластического течения материала. Однако этот вид деформирования позволяет получить только качественную оценку изменения свойств полимера под действием температуры, так как всегда присутствующие остаточные напряжения искажают измерения и затрудняют получение воспроизводимых результатов. Поэтому во многих случаях теплостойкость исследуют по изменению модуля упругости под действием температуры. В вязкотекучем состоянии под действием внешних сил в полимерных телах развиваются необратимые деформации. Вместе с тем вязкому течению полимеров всегда сопутствуют и обратимые (высокоэластические) деформации, развитие которых обусловлено отклонением в процессе течения конформаций макромолекулярных цепей от равновесных. Например, изменение деформации образца полимера в вязкотекучем состоянии под действием постоянного напряжения имеет сначала нестационарный характер, а затем скорость деформации перестает зависеть от времени (рис. V. 16). Установление стационарности указывает на завершение релаксационных процессов развития высокоэластической деформации. Дальнейшее возрастание деформации обусловлено только вязким течением. нимают тангенс угла поворота примой, которой до начала процесса деформирования определялось расстояние междч плоскостями- Деформация — величина безразмерная. Скорость деформации (y = d^jdt} определяет изменение деформации во времени; она имеет размерность сект1, Ско рость деформации сдвига равна градиенту линейной скорости, т. е перепаду скорости при переходе от одного слоя к другому в направлении ее наиболее интенсивного изменения (стр. 158). В стеклообразном состоянии двулучепреломление иногда может быть также связано с упругой ориентацией оптически анизотропных макромолекул или их частей (например, подвижных боковых метальных групп в поли-акрилатах и фторидных групп в полиметакриловых эфирах) вблизи их равновесного состояния. При этом возникает так называемая упругая составляющая дву лучепреломления, которая достигает своего максимального значения практически мгновенно после приложения нагрузки. В случае идеальных упругих тел общее двулучепреломление определялось бы упругой деформацией, так как в этих условиях упруго деформированный полимер находился бы в равновесном состоянии. Однако следует отметить, что поведение реальных полимерных тел отличается от упругого. Для них характерно изменение деформации и величины двулучепреломления во времени даже в стеклообразном состоянии. Процесс нарастания во времени деформации г0 материала при постоянном напряжении называется погзучсстыо Это явление наблюдается при растяжении, сжатии и других видах деформации полимеров. На рис. 4 11,6 показано изменение деформации при растяжении сшитого (кривая /) и линейного (кривая 2) полимеров. Под действием деформирующей силы с течением времени структурные элементы полимера постепенно распрямляются, ориентируются в направлении растяжения и образец медленно растягивается. Наиболее быстро деформация возрастает в начаче процесса Скорость растяжения значительно увеличивается при повышении температуры и напряжения в образце и снижается при наличии у полимера сетки (кривая )}. Если через некоторое время (в точке (х) снять растягивающий груз (т. е дать образцам «отдых» без нагрузки), то сдвига ч = ^/Л представляет собой величину характеризующую изменение деформации во времени После снятия напряжения, когда образец восстанавливает свою первоначальную форму, также происходит изменение деформации во времени. Аналогичные явления наблюдаются и при деформации сжатия. безразмерная. Скорость деформации (y = dy/dt) определяет изменение деформации во времени; она имеет размерность сект1. Скорость деформации сдвига равна градиенту линейной скорости, т. е. перепаду скорости при переходе от одного слоя к другому в направлении ее наиболее интенсивного изменения (стр, 158). Практически изменение деформации различных видов полимерных материалов не всегда совпадает с описанной кривой. Расхождения объясняются различной прочностью полимерного материала, а следовательно, его разной структурой и составом. Для прочных пластмасс кривая растяжения подобна кривой для металлов (кривая 3 на рис. III.2), а для пластичных, с малой прочностью, она, наоборот, приближается к кривой для эластомеров (-кривая 2 на рис. III.2). Это закономерно, поскольку деформационные свойства полимерных материалов определяются их упругостью, которая характеризуется модулем упругости (Е), представляющим собой отношение сг/е при соответствующем нагружении (растяжении или сжатии). Данные табл. 111.40 характеризуют изменение прочности полиэфирных стеклопластиков при одновременном действии напряжений и среды. Из этих данных видно, что при постоянном напряжении (25% исходной прочности) изменения прочности полиэфирного стеклопластика практически не отличаются от этих показателей в ненапряженном состоянии. Наиболее заметно приложение нагрузки проявляется при повышенной температуре, например в уксусной кислоте, органических растворителях и некоторых других средах. На изменение деформации полиэфирных материалов под нагрузкой агрессивные среды не оказывают влияния [89, 102]. температуры размягчения неким температурным интервалом, на котором изменение деформации достигает некоего условного малого значения [4]. Принятая «условность» существенно усложняет определение Гс. Особенно ценно очень малое изменение диэлектрических показателей полимера с изменением частоты тока и температуры окружающей среды. ПЭ — неполярйый полимер, превосходящий по ди электрическим свойствам многие известные диэлектрик! [35, с. 25; 43]. Особенно характерно для него незначи тельное изменение диэлектрических свойств в широко!» диапазоне температур и частот. Некоторое различие i Таблица 7.12. Изменение диэлектрических свойств покрытий на основе смолы Э-41 после выдержки во влажной атмосфере Таблица 7.12. Изменение диэлектрических свойств покрытий на основе смолы Э-41 после выдержки во влажной атмосфере Из формулы (6.15) видно, что величина ai характеризует изменение диэлектрических свойств твердого тела при сдвиговых деформациях. Если в выражении (6.18) положить ai = 0, получим выражение для Е* в жидкости. Соотношение (6.18) удобно представить также в виде: Изменение диэлектрических свойств сополимеров стирола в агрессивных средах—незначительно: за 56 сут выдержки в воде тангенс угла диэлектрических потерь возрастает с 0,015 до 0,018, а диэлектрическая проницаемость—с 3,6 до 3,7 [84]. Очень ценным свойством ПЭВД является сравнительно небольшое изменение диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости в широком диапазоне частот и температур. Влияние давления. В данном разделе рассматривается изменение диэлектрических свойств под воздействием давления,приложенного к образцу в условиях, когда образец не может растекаться. Следовательно, ориентация макромолекул должна быть незначительной. Существует и другой способ диэлектрических измерений. Уравнения релаксационной теории, описывающие диэлектрическое поведение полимеров, как правило, симметричны относительно параметра соТ, поэтому, очевидно, изучение частотных зависимостей при Т = const можно заменить исследованием температурных зависимостей диэлектрических параметров при со = = const. Так как с точки зрения релаксационной теории изменение температуры на несколько градусов часто оказывается эквивалентным изменению частоты на порядок, то понятно, что изменение диэлектрических характеристик полимеров в широком интервале температур будет эквивалентно изменению частоты на десятки порядков. Этот второй способ изучения диэлектрических свойств полимеров применяется наиболее часто. Из формулы (6.15) видно, что величина а\ характеризует изменение диэлектрических свойств твердого тела при сдвиговых деформациях. Если в выражении (6.18) положить ai = 0, получим выражение для Е* в жидкости. Соотношение (6.18) удобно представить также в виде:  Изменению физических Изменению коэффициента Изменению молекулярной Изменению структуры Ингредиентов резиновых Измерения энтальпии Измерения физических Измерения молекулярной Измерения параметров |
- |
Навигация