|
|
|
Главная --> Справочник терминов Концентрация напряжений где с — концентрация наполнителя; фициент структурности. Как и в случае пластификации, часто наблюдаются немоно-'онные зависимости показатель — концентрация наполнителя, фичем при малых содержаниях наполнителя в некоторых слу-!аях наблюдаются экстремумы [19], происхождение которых ФУДно объяснить. Как и в случае пластификации, часто наблюдаются немоно->нные зависимости показатель — концентрация наполнителя, ?ичем при малых содержаниях наполнителя в некоторых слу-зях наблюдаются экстремумы [19], происхождение которых эудно объяснить. Концентрация наполнителя влияет на КТР, водостойкость, прочность клеевого соединения. Например: Предельные концентрации наполнителя в конкретных композиционных материалах определяются свойствами наполнителя и степенью взаимодействия его с матрицей жесткого ПВХ. Поэтому направленное изменение взаимодействия наполнителя с полимерной матрицей позволяет создавать композиционные материалы с определенным комплексом технологических и эксплуатационных свойств. Из множества известных способов изменения взаимодействия матрицы полимера с поверхностью наполнителя наиболее широко применяется модификация поверхности наполнителя за счет использования аппе-ротирующих добавок [25, 159], механохимической активизации наполнителей [26], нанесения полимерных покрытий, химически привитых к поверхности наполнителя [24]. Последний способ получил развитие в нашей стране как метод полимеризационного наполнения термопластов (норпласты) [25, 30, 71]. В норпластах при одинаковой природе полимера и полимерного покрытия на поверхности наполнителя достигается высокая адгезия матрицы полимера к наполнителю. В результате этого, как показано в [17, 20, 27, 31, 41], происходит улучшение технологических и некоторых физико-механических свойств. В частности, при наполнении изменяются реологические свойства расплавов полимеров, от которых в значительной мере зависит выбор способа переработки [42, 43]. Кривые течения наполненных композиций на основе жесткого ПВХ имеют характерный вид, когда течение ограничено снизу пределом текучести ттек, сверху - критическим напряжением ткр, при котором происходит срыв потока (рис. 7.8). Предел текучести и концентрация наполнителя, при которой он проявляется, зависят от взаимодействия наполнителя с матрицей жесткого ПВХ. Вероятно, с увеличением концентрации наполнителя или активации его поверхности ттек увеличивается, что выдвигает особые требования к технологии переработки. В частности, необходимо повышение температуры переработки, которое, однако, приводит к снижению допустимого времени пребывания наполненной композиции при Концентрация наполнителя влияет на КТР, водостойкость, прочность клеевого соединения. Например: где Е и Е0 — модули наполненной и ненаполненной резин соответственно, с — объемная концентрация наполнителя. Концентрация наполнителя,вес,% Концентрация наполнителя, вес.'/а Поскольку наполнитель имеет тенденцию скапливаться именно в менее упорядоченных областях [150], то там создается повышенная по сравнению с остальным объемом концентрация наполнителя. Поэтому эквивалентное действие наполнителя на свойства кристаллизующегося полимера, связанное с его влиянием только на аморфную часть, может быть достигнуто при гораздо меньших концентрациях наполнителя, чем в случае его введения в аморфный полимер. Это же может быть одной из причин роста прочностных характеристик наполненных кристаллических полимеров при малых концентрациях наполнителя. Существенно было исследовать также влияние концентрации наполнителя на среднее время релаксации полимерной матрицы в наполненном материале. Для этой цели была построена обобщенная зависимость тангенса угла механических потерь от частоты (рис. III. 38). С ростом концентрации наполнителя максимум механических потерь сдвигается в сторону более низких частот; так как время релаксации т = 1/сот (где сот — частота, отвечающая максимуму потерь), то можно вычислить зависимость 1§т = /(Ф) (рис. III. 39). Эта зависимость близка к линейной, что указывает на экспоненциальную зависимость времен релаксации от концентрации наполнителя. Это позволяет прийти к заключению о существовании в наполненных полимерах суперпозиции концентрация наполнителя — время. Действительно, характерная форма и положение кривых lgG' = /(lgco) при разных Ф (рис. Ш. 40) позволяют считать, что к этим системам применим метод ВЛФ._ Сделав приведение к наинизшей концентрации наполнителя и вводя кон- таты качественно подобны представлениям Сяо и Кауша (рис. 3.10). На основе своих исследований авторы работ [57, 67] сделали вывод, что в полимерах возможна лишь небольшая по молекулярным масштабам концентрация напряжений (осевые напряжения в окрестности места, где содержатся / дефектов, должны быть выше в ?/~\ раз по сравнению Формула (11.46) имеет физическое обоснование в связи с тем, что перенапряжение в вершине микротрещины //? зависит от среднего напряжения на оставшемся неразрушенным сечении образца, равном L—/. Концентрация напряжений зависит от микродеформа- Шалламахом были поставлены опыты, в которых поверхность резины царапалась небольшой полусферой (диаметр 1 мм) или иглой. Распределение напряжений, вызывающих раздиры, подобные раздирам при царапании резины иглой, изучалось им посредством фотоупругого (поляриметрического) исследования напряжений вокруг зоны контакта при скольжении цилиндра по прозрачной резине. Было установлено, что концентрация напряжений происходит позади площади контакта (на это указывало тесное расположение освещенных монохроматическим светом полос). Так как эта концентрация напряжений должна носить характер растяжения, можно ожидать, что любое разрушение материала при трении имеет вид линий раздира, возникающих позади движущегося тела и расположенных под прямым углом к направлению скольжения; это подтверждается опытом. В первом приближении значение абразивного износа пропорционально нормальному давлению и кривизне абразивного зерна. Рис. 10.4. Концентрация напряжений при растяжении образца, имеющего дефект в виде микротрещины В нагруженном кристаллическом полимере со временем может произойти некоторое увеличение наиболее опасного микродефекта. Концентрация напряжений в вершине такого дефекта может превысить величину, необходимую для образования шейки. Возникает удивительное на первый взгляд явление, когда образец с подвешенным грузом внезапно быстро (в десятки раз) удлиняется, образуя шейку, но не разрушаясь полностью. В результате образования шейки и ориентации полимер упрочняется и ползучесть прекращается. Практически, однако, такое самопроизвольное удлинение детали или конструкции под нагрузкой равносильно ее разрушению. та (рис. 13.1, а), тем больше концентрация напряжений. В вершине трещины с острым краем перенапряжения могут превышать в десятки раз среднее действующее напряжение в образце (которое мы и измеряем фактически). Чем более сглаженным является дефект (закругленная вершина трещины), тем меньше перенапряжения в вершине (рис. 13.1,6). Перенапряжения, сконцентрированные в вершине трещины (или на дефекте иного вида), инициируют рост трещины, что и приводит к разрушению образца. Рис 5 34 Концентрация напряжений на различных типах микротрещин: • Испытания на раздир представляют собой растяжение относительно тонких образцов с искусственно создаваемыми участками концентрации напряжений. Эти участки получаются на образцах сложной конфигурации (со специальными выемками, углами) или при нанесении на них надрезов различной длины. Участок с максимальной концентрацией напряжений обычно мал по сравнению с размерами образца, но концентрация напряжений на нем выше, чем на микродефектах структуры или на невидимых глазу трещинах. В большинстве случаев используют надрезы определенных размеров, нанесенные таким образом, чтобы раздир (разрастание надреза) происходил преимущественно перпендикулярно к направлению растяжения. При этом в вершине растущего надреза вдоль растягивающей нагрузки преобладают деформации растяжения. При прорастании надреза раздирающая нагрузка в зависимости от формы образца может непрерывно возрастать вплоть до разделения образца на две части или колебаться вокруг некоторого постоянного значения; в последнем случае процесс раздира носит ярко выраженный характер последовательного расслоения образца на две части. Наличие микропустот, возникающих в процессе формирования клеевой прослойки, концентрация напряжений на границе раздела, влияние климатических условий и других факторов способствуют тому, что слабым местом в соединении является граничный слой [28]. Тем не менее, при правильном выборе способа подготовки поверхности и клея и соблюдении других технологических рекомендаций разрушение соединений на эпоксидных клеях имеет ярко выраженный когезионный характер. Наличие микропустот, возникающих в процессе формирования клеевой прослойки, концентрация напряжений на границе раздела, влияние климатических условий и других факторов способствуют тому, что слабым местом в соединении является граничный слой [28]. Тем не менее, при правильном выборе способа подготовки поверхности и клея и соблюдении других технологических рекомендаций разрушение соединений на эпоксидных клеях имеет ярко выраженный когезионный характер. Если в результате деформаций в месте наибольшей концентрация напряжений происходит механоврекинг цепей, то присутствующий акцептор-противоутомитель может лишь стабилизировать свободный макрарадикал и предотвращать развитие разрушительных евободнорадикалыных процессов, но не обрыв цепи. Другими словами, противоутомитель-акцептор в лучшем случае только пред-  Концентрация сероводорода Концентрация углеводородов Концентрации ацетилена Каталитически активного Концентрации ингибитора Концентрации компонента Концентрации наполнителя Концентрации определяемого Концентрации пластификатора |
- |
Навигация