Термины, связанные с цементом. Ненапряженном состоянии

Главная --> Справочник терминов

Ненапряженном состоянии Рис. 3.6. Обобщающая кривая разрушения. Зависимость приведенного разрушающего напряжения от удлинения при разрушении для ненаполненного вулканизата бутилкаучука [41].

Цель работы. Определение константы взаимодействия ц ненаполненного вулканизата с углеводородами.

Величину Vr в наполненных резинах рассчитывают, предполагая, что наполнитель не набухает [17]. Если Vr характерна для ненаполненного вулканизата, то для наполненного её пересчитывают в Vm по уравнению Каннина и Рассела:

Согласно классической теории высокоэластичности, напряжение в образце ненаполненного вулканизата, растянутого в Л раз, отнесенное к его начальному сечению, определяется из соотношения

Другие синтетические каучуки. С бутадиен-нитрильньщ каучуком высокостирольные полимеры совмещаются во всех соотношениях и свойства вулканизатов изменяются так же, как в случае применения бутадиен-стирольных каучуков. Усиливающийся эффект таких полимеров зависит от содержания нитрильных групп в каучуке56-72. Особенно высокие прочностные показатели получены при 40%-ном содержании нитрильных групп в каучуке. При введении свыше 20 вес. ч. высокостирольного полимера снижается сопротивление разрыву у ненаполненного вулканизата, а сопротивление раздиру, модуль, относительное удлинение, твердость и жесткость вулканизатов с увеличением содержания указанного полимера возрастают неограниченно56'73'74. Для каучука ~СКН-26 эффект усиления высокостирольными полимерами больше и создается возможность введения в такой каучук повышенного количества вы-сокостирольной смолы. Физико-механические свойства изменяются аналогично случаю применения бутадиен-стирольного каучука33, в то время как при использовании каучука СК.Н-40 показатели изменяются так же, как у смесей с НК.

Другие синтетические каучуки. С бутадиен-нитрильным каучуком высокостирольные полимеры совмещаются во всех соотношениях и свойства вулканизатов изменяются так же, как в случае применения бутадиен-стирольных каучуков. Усиливающийся эффект таких полимеров зависит от содержания нитрильных групп в каучуке56-72. Особенно высокие прочностные показатели получены при 40%-ном содержании нитрильных групп в каучуке. При введении свыше 20 вес. ч. высокостирольного полимера снижается сопротивление разрыву у ненаполненного вулканизата, а сопротивление раздиру, модуль, относительное удлинение, твердость и жесткость вулканизатов с увеличением содержания указанного полимера возрастают неограниченно56'73'74. Для каучука ~СКН-26 эффект усиления высокостирольными полимерами больше и создается возможность введения в такой каучук повышенного количества вы-сокостирольной смолы. Физико-механические свойства изменяются аналогично случаю применения бутадиен-стирольного каучука33, в то время как при использовании каучука СК.Н-40 показатели изменяются так же, как у смесей с НК.

Отношение ти/г для ненаполненного вулканизата из СК.С-30 при различной концентрации озона

Рис. 11.12. Изохронные кривые напряжение—деформация для ненаполненного вулканизата фторкаучука, соответствующие 60 с при различных температурах в интервале от 268 до 533 К и соответствующие 6 и 600 с при 343 К- Напряжения приведены к температуре

В качестве примера на рис. 1 представлена часть спектра времен релаксации ненаполненного вулканизата натурального каучука при 25° [14]. Максимум Я (т) соответствует переходу в застеклованное состояние. Представленный спектр

Маллинз, исходя из феноменологического описания процесса деформации, считает, что деформационные свойства 'наполненных вулканизатов могут быть описаны моделью, согласно которой резина состоит из двух фаз, причем основная деформация происходит в «мягкой» фазе, имеющей деформационные характеристики ненаполненного вулканизата. Деформация увеличивает долю вул-канизата, находящегося в «мягкой» фазе, в результате деструкции относительно нерастяжимой «твердой» фазы. Такая простая модель позволяет объяснить не только размягчение наполненных резин при растяжении, но и резкий подъем кривой напряжение — деформация при растяжениях, близких к максимальным. Резкий, подъем вызывается тем, что вулканизат в «мягкой» фазе подвергается высоким деформациям, близким к максимальным. Недостаток этой модели заключается в том, что предположение о «жестких» и «мягких» областях не связывается с реальными молекулярными параметрами полимера.

Пример. Для ненаполненного вулканизата с 99 % НК (табл. 4.5) расчетная степень усадки от 143 до 20 °С для стальной формы составляет:

Сополимер винилиденфторида с перфторметилвиниловым эфиром имеет температуру стеклования —'40 °С, пригоден для работы при температурах до —30 °С. Теплостойкость в ненапряженном состоянии и сопротивление разрыву находятся на уровне сополи-

Изменение прочностных и эластических свойств резин в процессе старения в ненапряженном состоянии также свидетельствует об их равноценной теплостойкости. И те и другие резины сохраняют свои эластические свойства в зависимости от типа вулканизующей системы и наполнителя при 250 °С до 30—40 сут, при 300 °С до 2—5 сут.

Строение полимерной цепи. Известно, что эластичность полиуретанов в первую очередь определяется природой полимердиола [33, с. 28]. Потеря ее полимерами может быть вызвана кристаллизацией. Именно поэтому желательно, чтобы при комнатной температуре в ненапряженном состоянии полиуретан не кристаллизовался.

В этих случаях целесообразна модификация полимердиола. Вполне оправдал себя способ замены части гликоля (или кислоты) на гликоль (или кислоту) иного строения, что нарушает регулярность структуры полиуретана и тем самым снижает способность его кристаллизоваться. Примером может служить полиэтиленпро-пиленадипинат. Определенный интерес представляют также поли-тетра- и гексаметиленадипинаты, преимущество которых по сравнению с полиэтиленадипинатом заключается в том, что эластомеры на их основе имеют более низкую температуру стеклования. В последнее время возрос интерес к поликапролактонам [34]. Однако этим полимерам присущи те же недостатки (кристаллизация в ненапряженном состоянии), что и полученным на основе полиэтиленадипината.

I — длина по контуру 12 слабых связей (5,2 нм); L0 — расстояние между концами сегмента в ненапряженном состоянии; ТС=ЩС — средняя долговечность цепи, согласно выражению (5.57); Л—область, которая характеризуется заторможенным вращением гош-связей; В — промежуточная область; С — область, которая характеризуется энергетическим деформированием вытянутой цепи.

В гл. 7 были рассмотрены морфологические изменения волокна ПА-6, вызванные термообработкой, и показано их влияние на разрыв цепей. На рис. 7Л8 и 7Л9 видно, что термообработка образцов в ненапряженном состоянии сопровождается относительным удлинением проходных сегментов и расширением ,их распределения по длинам. Отмеченная утрата однородности вызывает ускоренный рост дефектов при меньших напряжениях, чем для контрольного образца, т. е. приводит к потере прочности (рис. 7.20, ненапряженный образец). При термообработке образца с закрепленными концами до некоторой степени утрачивается однородность при сохранении неизменной средней относительной длины сегмента. Уменьшение

Высокоэластичные полимеры (эластомеры), имеющие в ненапряженном состоянии также аморфное строение (например, каучуки и резины) и обратимо деформируемые под воздействием относительно небольших нагрузок. При нагревании многие твердые полимеры становятся высокоэластичными (полистирол, поливинилхлорид и др.).

Природа трения полимеров в высокоэластическом состоянии — молекулярно-кинетическая; она связана главным образом с механическими потерями в поверхностном мономолекулярном слое полимера. Механические потери в объемах шероховатостей самого полимера не столь существенны. Молекулярный механизм трения полимеров в высокоэластическом состоянии (состоящих из гибких линейных молекул, связанных в пространственную сетку и находящихся в интенсивном тепловом движении) заключается в следующем. Под действием теплового движения цепи полимера непрерывно изменяют свою конформацию, а те из них, которые выходят на поверхность полимера, могут сцепляться с твердой поверхностью-металла. Участки макромолекул находятся в контакте с твердой поверхностью ограниченное время, а затем совершают перескок в новое место контакта, преодолевая молекулярные силы сцепления с твердой поверхностью. Если тангенциальная сила равна нулю, то> цепи находятся в ненапряженном состоянии и перескоки цепей равновероятны по всем направлениям поверхности. Если тангенциальная сила отлична от нуля, то вероятность перескоков максимальна в направлении тангенциальной силы и минимальна в противоположном направлении. При установившемся скольжении тангенциальная сила равна направленной в противоположную сторону силе трения.

В естественных условиях образцы подвергались совместному действию солнечной радиации, положительной и отрицательной температуры, влаги, морской воды, ветра, окружающего воздуха и других климатических факторов. Стойкость защитных покрытий к воздействию указанных агрессивных сред определялась в ненапряженном состоянии- Их помещали в зону периодического смачивания и в морскую воду на сооружениях нефтегазодобывающего управления «Артемнефть» и «Каспморпефти».

Достоинства полиамидных кордоп (по сравнению с вискозными): меньшая плотность полимера, более высокие показатели разрывной и ударной прочности, стойкости к тепловому старению, влагостойкости. Одним ид недостатков капрово: о и анидного кордов является значительная усадка при повышенных температурах, особенно в ненапряженном состоянии (рис. 1). Зависимость равновесной усадки УК от температуры и нагрузки на нить / описывается соотношением аррениусовского типа:

Нел и полимер подвергнуть длительному действию расткгш щих усилий, в результате перегруппировок макромолекулы б; переметаться до тех пор, пока образец будет испытывать на жснис, и располагаться так, чтобы растянутый образец оказ; в ненапряженном состоянии. Процесс изменения напряженной: стояния полимеров при переходе от неравновесного располож! элементов его структуры (цепных макромолекул, пачек, ми кристаллов и т. д.) к равновесному называется релаксацией пряжения. Скорость релаксации, определяемая скоростью мол лярных перегруппировок, в сильной степени зависит от темп туры и сил межмолекулнрного взаимодействия, обусловлен химическим строением полимера.

Наблюдается тенденция Необходимость использования Необходимость применения Необходимость тщательной Необходимости добавлять Необходимости пользоваться Необходимости рассматривать Необходимо длительное Необходимо дополнительное