|
|
|
Главная --> Справочник терминов Неоднородности сополимеров Хендус и Пензел [83] исследовали морфологию разрушения одиночного волокна ПА-6. Обычно закрученные и вытянутые одиночные волокна были затем испытаны на растяжение при различных скоростях деформации. Характерные поверхности разрушения воспроизведены на рис. 8.20 и 8.21 [84]. При малых скоростях деформации (е = 0,033 (г1) часто получаются v-образные надрывы (рис. 8.20). Подобные надрывы образуются благодаря трещине, которая 'начинается в виде дефекта или неоднородности материала, расположенной на поверхности волокна или вблизи нее. В то время как трещина медленно растет, незатронутое ею поперечное сечение волокна продолжает пластично деформироваться. В момент, определяемый размерами трещины и незатронутого поперечного сечения волокна и свойствами самого материала, происходит быстрое распространение трещины поперек волокна. Экспериментально определенная прочность одиночного волокна тем выше, чем меньше v-образный надрыв [83]. Волокна с наивысшей прочностью содержали едва видимые небольшие пустоты. При хрупком разрушении долговечность tb определяется временем, требуемым для образования быстро распространяющейся трещины от дефекта или неоднородности материала. Роль цепей в данном процессе будет рассмотрена в гл. 9. При пластическом ослаблении tb эквивалентна времени, требуемому для образования локальной зоны вынужденной эластичности. Для появления такой зоны необходимо, чтобы величина напряжения оказалась недостаточной для возникновения растущей трещины от дефекта или неоднородности материала, прежде чем однородное неупругое деформирование объема образца не устранит возможные концентраторы напряжения. Поэтому переход от пластического вида разрушения — Трещина при ползучести начинается либо с дефекта, либо с неоднородности материала, чаще всего в поверхностной области (рис. 1.7, 8.35, с), но может начинаться и в объеме материала (рис. 8.35, б) [111, 117, 118]. Морфологические особенности образования трещин при ползучести изучались также Штокмайером [118]. Применяя трудоемкий метод соскабливания, он превратил целые секции трубы в тонкие пленки толщиной до 0,06 мм (рис. 8.37). Стенки труб из ПЭНП превращались в пленки площадью 0,9 м2, а затем с помощью сканирующего микроскопа выявлялись дефекты и неоднородности материала (рис. 8.38). Неоднородности могли быть обнаружены в каждой трубе и связывались с несовершенством смешивания ПЭНП с черной сажей [118]. Гриффите вывел хорошо известный критерий разрушения изотропных материалов, содержащих эллиптическую трещину длиной 2а (уравнение (3.13)). Данная теория механики разрушения систематически разрабатывалась последние 50 лет, чтобы частично объяснить неупругое и (или) пластическое поведение твердых тел, различные формы трещин и разрушаемых образцов и даже неоднородности материала. До сих пор целью анализа, опирающегося на представления механики разрушения, было получение универсальных количественных критериев стабильности трещины и ее распространения. По возможности критерии не должны зависеть от состояния внешнего и внутреннего напряжений, формы трещины и образца, а дол- мелких механических неточностей, неоднородности материала и т. п. Данные испытаний на раздир при более сложном виде концентрации напряжения - проколе - являются чувствительными к рецеп-турно-технологическим факторам резины и структурной неоднородности материала. Коэффициент изменчивости при разрыве выше, чем при проколе, а максимальное растягивающее (разрушающее) напряжение при проколе в несколько раз выше, чем при разрыве. • Динамические свойства эластомерных материалов (и корда) оценивают, измеряя число механических колебаний образцов до их полного разрушения при разных частотах (от низкочастотных до ультразвуковых) и различных типах нагрузок. Используют образцы-лопатки при растяжении, образцы с поперечной канавкой при продольном изгибе, образцы-гантели при знакопеременном изгибе с вращением, образцы-цилиндры при многократном сжатии. Динамические показатели измеряются в соответствии со следующими международными стандартами: прочными местами оболочки, возникающими из-за неровностей по толщине оболочки, неоднородности материала и т. д. В результате этого линия отрыва может замкнуться. Например, при разрушении резиновых пленок и оболочек иногда вырываются «ле-пестки». тельно, на долю механической энергии, преобразуемой в шили и идущей на активацию химических реакций. Развитие химических реакций сопровождается увеличением неоднородности материала и числа микродефектов. Влияние температуры на динамическое утомление не всегда может быть описано общими зависимостями характеристик прочности от температур. Активные наполнители образуют в резине цепочечные структуры, на поверхности которых происходит ориентация макромолекул каучука [545, 546]. Вследствие неоднородности материала напряжение в нем распределяется неравномерно. В местах возникновения перенапряжений часть цепных молекул, ранее адсорбированных на поверхности кристаллитов (если это кристаллизующийся каучук), или частиц наполнителя отделяется, в результате чего перенапряжения уменьшаются, и распределение напряжений становится более равномерным. Интегральные и дифференциальные кривые распределения по составу являются качественной характеристикой неоднородности сополимеров по составу; количественной характеристикой неоднородности сополимеров по составу являются значения параметров неоднородности. Параметр неоднородности по составу F определяется по интегральной кривой. Для этого кривую разбивают на ряд участков, для каждого участка определяют состав сополимера сч и массовую долю ш, и после соответствующих пересчетов находят числовое значение параметра F: В настоящее время экспериментальные данные по композиционной неоднородности сополимеров получают методами ЯМР, пиролитической газожидкостной хроматографии, масс-спектрометрии и ИК-спектроскопии [24]. Корректен для оценки строения макроцепи сополимеров этилена метод, сочетающий математическое моделирование с привлечением ЭВМ [32] и структурный анализ [33]. 1.3.5. Определение композиционной неоднородности сополимеров 1.3.5. Определение композиционной неоднородности сополимеров 25 ТСХ можно использовать для определения молекулярновесового распределения (МБР), отделения низкомолекулярных добавок от полимеров, фракционирования полимеров, изучения композиционной неоднородности сополимеров, отделения сополимеров от О Детектор - чаще всего рефрактометр или другие блоки, позволяющие записывать концентрацию протекающего раствора. Часто используют измерение поглощения в УФ -области спектра, проточный вискозиметр, проточный нефелометр. Сочетание двух детекторов (мультидетекторную ГПХ) применяют при анализе макромолекул сложной структуры, молекулярной и композиционной неоднородности сополимеров. Особенно перспективно использование таких детекторов, как проточный фотометр малоутлового рассеяния света или проточный вискозиметр, совместно с традиционными - дифференциальным рефрактометром и УФ-или ИК -спектрофотометрами. Обычно оба детектора смонтированы в одном хроматографе, и исследуемый раствор полимера последовательно переводится из одного детектрра в другой, что позволяет сразу построить интегральную или дифференциальную кривую распределения по составу образца. О Колонки - важнейший блок прибора, определяющий эффективность разделения. Колонки в виде трубок из нержавеющей стали, стекла или другого материала, индифферентного к растворителю и полимеру, могут быть разной длины (от 20 до 100 мм) и диаметра (от рометрии. Не исключено и образование истинных сегрегированных доменов: вероятность их появления зависит от композиционной неоднородности сополимеров; такие системы будут очень похожи на гетерополимерные (блок- или привитые). 1.3.5. Определение композиционной неоднородности сополимеров 1.3.5. Определение композиционной неоднородности сополимеров 25 ТСХ можно использовать для определения молекулярновесового распределения (МВР), отделения низкомолекулярных добавок от полимеров, фракционирования полимеров, изучения композиционной неоднородности сополимеров, отделения сополимеров от Отличие в рядах объясняется различной чувствительностью применяемых методов к композиционной (неодинаковый количественный состав макроцепей с одинаковой степенью полимеризации) и внутримолекулярной (учитывающей распределение звеньев в цепях с одинаковым количественным составом) неоднородности сополимеров [84].  Наблюдаться образование Неполярного растворителя Непосредственный предшественник Непосредственным результатом Непосредственное образование Непосредственное соприкосновение Непосредственно действием Непосредственно образуется Непосредственно превращаются |
- |
Навигация