|
|
|
Главная --> Справочник терминов Измерений механических Затухающие периодические колебания применяют для измерений динамических характеристик пластмасс, прежде всего если затухание мало, и тогда они могут трактоваться как аналог гармонических колебаний; измерение же интенсивности затухания колебаний дает дополнительную информацию о свойствах исследуемого материала. Если затухание велико, то этот тип испытаний становится ближе к апериодическому, чем к гармоническому режиму деформаций, и должен рассматриваться общими методами теории вязкоупругости, подобно апериодическим деформациям. описаны в соответствующих главах, посвященных указанным выше группам измерений динамических характеристик пластмасс. ; Классификация методов измерения динамических свойств пластмасс должна даваться по их основному параметру — модулю упругости. И вынужденные, и затухающие колебания могут использоваться для измерений модуля в очень широких пределах. В области значений модуля примерно до 105 Па рабочие узлы прибо- Электромагнитная схема возбуждения колебаний с успехом применяется в различных конструктивных схемах, предназначенных для материалов разных типов. Удобным элементом такой схемы является возможность ее использования в приборах, которые одновременно могут применяться для измерений динамических характеристик полимеров (в режиме вынужденных гармонических или свободнозатухающих колебаний), ползучести и упругого восстановления (при задании постоянного крутящего момента), а также вязкости (в режиме установившегося течения). Этот метод измерений динамических характеристик полимеров, основанный на автоматической подстройке режима колебаний, реализован в приборе ДХП-1 и в принципе позволяет проводить измерения в области частот порядка Ю"6 Гц (в оригинальной работе [12], где описывается рассматриваемый метод, реальные результаты измерений приводятся в несколько более узком интервале частот, ограниченном снизу значением 10~3 Гц). Рис. 6.15. Блок-схема установки для' измерений динамических механических характеристик полимеров методом нерезонансных вынужденных колебаний: Рис. 6.16. Блок-схема установки для измерений динамических механических Рис. 6.18. Установка Хиллера и Кольски [25] для измерений динамических механических характеристик полимеров на звуковых частотах: Энергия активации процесса может быть, следовательно, получена из графика зависимости lg а? от обратной абсолютной^тем-пературы. Для высоких АН изменение температуры приводит к очень большому смещению положения максимума потерь по частоте. Данные измерений динамических механических свойств полимеров часто описывают при помощи уравнения Аррениуса с постоянным значением энергии активации. В некоторых случаях это может рассматриваться лишь как приближенная оценка вследствие ограниченности полученного в эксперименте интервала частот. В целом же было установлено, что реально наблюдаемая температурная зависимость релаксационных свойств в области стеклования аморфных и кристаллических полимеров в противоположность более локализованным видам молекулярной релаксации не удовлетворяет представлению о постоянстве величины энергии активации. Результаты измерений динамических свойств кристаллических матов показаны на рис. 8.14, а. При их рассмотрении обнаруживаются два принципиальных момента. Во-первых, при изменении частоты наблюдается только простой сдвиг «-максимума, т. е. «'-максимум отсутствует. Во-вторых, 'у-процвсс имеет место в обоих образцах, но в случае образца, закристаллизованного в блоке, он выражен несколько интенсивнее. Статистические сополимеры бутадиена и стирола с молекулярными весами в интервале от 1,2-105 до 2-Ю6 образуют многофазные смеси в тех случаях, когда они различаются по составу более чем на 20% *. Точные, границы совместимости установлены не были, но очевидно они лежат значительно ниже указанного значения. На многофазную структуру исследованных' полимерных смесей указывают результаты измерений динамических характеристик смесей, а также данные по зависимости двойного лучепреломления от напряжения. Следствием многофазности структуры полимерных смесей с широким распределением по составу является обратная температурная зависимость их механических характеристик по сравнению с сополимерами того же самого среднего состава с узким рас- В связи с этим полученный результат следует считать довольно неожиданным. Если полагать, что в рассматриваемой системе ПС — ПОФ смешение происходит на уровне, который предсказывается на основании результатов измерений динамических потерь, свидетельствующих о существовании двух фаз, то S-образный характер зависимости е" от состава смеси в области ex-релаксационного максимума вполне объясним, тогда как в области у-максимума все же следует ожидать линейной зависимости между величиной TVu.2 и составом. Такого рода линейность наблюдалась при исследовании смесей совместимых сополимеров поливинилхлорида и поливинил ацетата [4]. Установленный факт изменения у-релаксационного максимума позволяет заключить, что в процессах а- и у-релаксащш принимают участие сравнимые отрезки полимерной цепи. ционные свойства полимера с тнб= 1 * Ю6 из. Очевидно, Что так ^ же может быть получена характеристика полимеров с другими значениями rHg. Для показанного на рис. 118 примера чаще всего встречаются частоты перестройки надмолекулярных структур порядка ~ОЛ сект1 (времена релаксации ~Юсек)- Для этой частоты перестройка структур происходяг примерно в полтора раза чаще, чем для частот, равных 1 и 0,01 гек"1. Измерение динамических свойств полимеров имеет очень большое значение для их характеристики в области перехода из твердого состояния в текучее и обратно. На основании измерений механических свойств можно детально изучать плавление, кристаллизацию, стеклование и другие процессы в полимерах. Измерение динамических свойств полимеров имеет очень большое значение для их характеристики в области перехода из твердого состояния в текучее и обратно. На основании измерений механических свойств можно детально изучать плавление, кристаллизацию, стеклование и другие процессы в полимерах. Измерение динамических свойств полимеров имеет очень большое значение для их характеристики в области перехода из твердого состояния в текучее и обратно. На основании измерений механических свойств можно детально изучать плавление, кристаллизацию, стеклование и другие процессы в полимерах. Глава XV. Использование результатов измерений механических свойств полимерных материалов 301 Измерения механических свойств пластмасс — наиболее распространенная группа экспериментов в научных исследованиях и инженерных приложениях, связанных с полимерами. Они используются для сравнительной оценки материала, как метод контроля технологического процесса, для определения областей применения данной пластмассы, как способ характеристики строения вещества и для многих других целей, выбор которых ограничен только творческой фантазией исследователя или конкретными задачами производства. Поэтому на вопрос «зачем измерять?» авторы отвечают: «для получения объективных характеристик материала», практически не пытаясь рассказывать, для чего это может быть нужно, т. е. проблема использования результатов измерений механических свойств пластмасс выходит за рамки задач, которые поставили перед собой авторы. Осуществление периодического режима нагружения является одним из основных методов измерений механических характеристик полимеров. Закон деформирования может быть различным, однако наиболее широко распространены гармонические колебания, что обусловлено глубоким развитием методов гармонического анализа и принципиальной возможностью представления периодических деформаций любой формы в виде дискретного или непрерывного набора гармоник различной частоты. Приборы типа реогониометра с механическим приводом могут использоваться для измерений механических свойств различных материалов. Однако доминирующей областью их применения остается измерение характери- Электромагнитные преобразователи обычно работают в области звуковых частот — от 10 (обычно от 102) до 6-Ю3 Гц и используются для измерений механических характеристик жестких полимеров. Однако тот же самый принцип возбуждения колебаний и измерения электрического импеданса может использоваться и для Использование многочастотных составных резонаторов с электромагнитной схемой возбуждения и автоматизированной системой накопления и обработки экспериментальных данных — это выдающийся пример экспериментальной техники, применяемой для измерения механических характеристик полимерных материалов. На сегодняшний день — это исключительные образцы приборов лабораторного назначения. Но многие реализованные принципиальные конструктивные и вычислительные решения могут найти (и уже находят) применение при создании приборов различного уровня и назначения, которые будут широко использоваться для измерений механических характеристик полимерных материалов разного типа. Этот метод составляет основу прибора РУИЗ-2Т (см. [10]), который особенно полезен для измерений механических характеристик полимерных материалов, проявляющих сильную зависимость интенсивности рассеяния колебаний от амплитуды деформаций. В этом приборе электромагнитная схема возбуждения может создавать как изгибные, так и крутильные колебания. Электрическая схема прибора позволяет проводить измерения в автоматическом режиме. В одной из экспериментальных установок [11] измерения такого рода выполняются резонансным методом на образцах диаметром до 1 мм и длиной около 0,1 м. Верхний конец образца зажимается неподвижно, а нижний соединяется с рамкой, составляющей часть магнитоэлектрической системы. Эта рамка с намотанной на нее катушкой помещается между полюсами сильного постоянного магнита. Колебания возбуждаются низкочастотным генератором, который позволяет проводить измерения частоты в пределах 1—10 Гц с ошибкой до 5-10~3 Гц и в пределах 10—100 Гц — до 0,05 Гц. Наблюдения за колебаниями осуществляются с помощью оптической системы с фотодиодом и выходом на осциллограф с послесвечением, который также питается от генератора низкочастотных колебаний. Для точного определения собственных частот колебаний образца использованы наблюдения за фигурами Лиссажу, а амплитуда колебаний фиксируется по оптической линейке. Образец помещен в электропечь, что позволяет проводить измерения при температуре до 500 °С. Варьирование напряженности магнитного поля приводит к измерению амплитуды деформации от ЫО"7 до 5-10~3. Резонансная частота регулируется с помощью набора сменных инерционных грузов в пределах от 1 до 100 Гц. Все основные элементы этой установки — схемы возбуждения и измерения колебаний, конструкция основных узлов прибора — имеют общее значение для измерений механических характеристик пластмасс при малоамплитудных резонансных колебаниях.  Изображение структуры Изобразить следующим Изобразите проекционные Изогнутыми стрелками Изоляционного материала Изомеризация непредельных Изомеризация углеводородов Изомерные углеводороды Изомерных производных |
- |
Навигация