|
|
|
Главная --> Справочник терминов Поверхность разрушения Высушивание дрожжей на вальцовой сушилке происходит иа поверхности вращающихся вальцов, обогреваемых паром (рис. 19). При вращении вальцов их поверхность покрывается тонким слоем дрожжевого концентрата. За один оборот слой дрожжевого концентрата высушивается и в виде пленки сухих дрожжей срезается специальными ножами. те использования комплексонов поверхность покрывается за- нын элемент, состоящий из нихромовой ленты, укрепленной, как и it нзоиреповой лампе (см. стр. 504), чтобы не могло произойти короткого замыкания. Более точных данных о диамотро и длине иагронательной ленты нет; рекомендуют применять лепту, сплетенную из 8 нитей, следовательно, из 8 отдельных проволок; она укреплена так, что ее можно в течение 10 мин. сменить на ио-ную, если она перегорит. Нагревательный элемент достает почти до верхнего слоя бензола, ио не погружается; его верхняя часть кончается у горла колбы. Мы опускаем дальнейшее описиние: ср. приведенные данные при приготовлении бутадиена (стр. 504). К началу операции нагревают находящийся и колбе бензол до кипения, чтобы совершенно вытеснить воудух, прежде чем включить ток. Нагревательную проволоку донодят до умеренного накала (желто-красное каление), для чего требуется 10—12 ампер, Когда операции на ходу, то при помощи лучистой теплоты поддерживают кипение бензола; образуется туман; стекающий из холодильника бепзол — желтоватого цвета; дифенил течет по стенкам колбы вниз. Если у нагревательного элемента образуется уголь, то температура слишком высока, однако поверхность покрывается смолой, которую часто надо удалять. С этой аппаратурой получают в течение 24 час. 1 кг дифенила из неуказанного количества бензола. При фракционировании продукта не было установлено наличия значительных количеств побочных продук-тои. Т. кип. дифенила 254°, т. пл. 70,5°. Высушивание дрожжей на вальцовой сушилке происходит иа поверхности вращающихся вальцов, обогреваемых паром (рис. 19). При вращении вальцов их поверхность покрывается тонким слоем дрожжевого концентрата. За один оборот слой дрожжевого концентрата высушивается и в виде пленки сухих дрожжей срезается специальными ножами. Необходимость использования бинарного растворителя связана с" химическим строением вторичного ацетата целлюлозы (наличие ацетильных и гидроксильных групп). В случае применения в качестве растворителя одного ацетона растворы получаются значительно более структурированные и вязкие, нить в процессе формования менее пластична, что осложняет технологический процесс; при избыточном количестве второго компонента (воды) ухудшается качество раствора и полученных из него нитей. Растворение ацетата целлюлозы проводится в вертикальных (рис. 15.3) или горизонтальных растворителях с лопастными или винтовыми мешалками. Растворители как и все остальное оборудование химического цеха изготовляют обычно из стали, защищенной от коррозии эмалью, керамическими плитками или оцинковкой. Покрытия необходимы для защиты аппаратуры от коррозии, возникающей под действием следов свободной кислоты, содержащейся в растворе, а главное, с целью предотвращения образования солей железа, оказывающих вредное действие при их попадании в раствор. При применении оцинковки требуется, чтобы кислотность раствора не превышала установленной нормы._ Иногда растворители изготовляют из биметалла. В этом случае" их внутренняя поверхность покрывается нержавеющей сталью. Растворитель снабжен рубашкой для подогрева или охлаждения раствора. Высушивание дрожжей на вальцовой сушилке происходит иа поверхности вращающихся вальцов, обогреваемых паром (рис. 19). При вращении вальцов их поверхность покрывается тонким слоем дрожжевого концентрата. За один оборот слой дрожжевого концентрата высушивается и в виде пленки сухих дрожжей срезается специальными ножами. Необходимость использования бинарного растворителя связана с химическим строением вторичного ацетата целлюлозы (наличие ацетильных и гидроксильных групп). В случае применения в качестве растворителя одного ацетона растворы получаются значительно более структурированные и вязкие, нить в процессе формования менее пластична, что осложняет технологический процесс; при избыточном количестве второго компонента (воды) ухудшается качество раствора и полученных из него нитей. Растворение ацетата целлюлозы проводится в вертикальных (рис. 15.3) или горизонтальных растворителях с лопастными или винтовыми мешалками. Растворители как и все остальное оборудование химического цеха изготовляют обычно из стали, защищенной от коррозии эмалью, керамическими плитками или оцинковкой. Покрытия необходимы для защиты аппаратуры от коррозии, возникающей под действием следов свободной кислоты, содержащейся в растворе, а главное, с целью предотвращения образования солей железа, оказывающих вредное действие при их попадании в рас-' твор. При применении оцинковки требуется, чтобы кислотность раствора не превышала установленной нормы._ Иногда растворители изготовляют из биметалла. В этом случае" их внутренняя поверхность покрывается нержавеющей сталью. Растворитель снабжен рубашкой для подогрева или охлаждения раствора. Своеобразным вариантом металлизации обрызгиванием является металлизация взрывом*. Для этого через тонкую проволоку пропускается электрический ток такой большой силы, что проволока мгновенно нагревается до плавления и металл со взрывом разбрызгивается. Поставленная рядом металлизируемая поверхность покрывается слоем металла. Такой метод мгновенной металлизации применяется довольно редко из-за отсутствия опыта и необходимой аппаратуры, однако его быстродействие и простота привлекают последователей и со в ременем он может получить более широкое р аспростр анение. При конверсионном травлении на поверхности пластмассы образуется слой из продуктов травления как самой пластмассы, так и травящего агента. Первый случай наблюдается при длительном травлении АБС-пластиков, когда на их поверхности образуется налет перетравленной пластмассы. Для металлизации это нежелательное явление, так как металл отслаивается с поверхности вместе с непрочно связанным налетом. Нами было показано, что такой налет можно удалить путем повторного или еще более длительного травления *. Второй случай — травление кислыми растворами перманганата калия, вследствие которого поверхность покрывается слоем МпО.2. Способ нанесения конверсионных покрытий можно использовать и для металлизации. Например, при травлении фторопласта щелочными металлами поверхность пластмассы обугливается. Углеродный слой довольно прочно связывает слой металла с пластмассой. Иногда металлическое покрытие можно получить, используя восстановительные свойства самой пластмассы. Например, фенолформальдегидные смолы или АБС-пластики при погружении в щелочные растворы солей серебра травятся, и тут же на их поверхность осаждается слой металла. Своеобразным вариантом металлизации обрызгиванием является металлизация взрывом*. Для этого через тонкую проволоку пропускается электрический ток такой большой силы, что проволока мгновенно нагревается до плавления и металл со взрывом разбрызгивается. Поставленная рядом металлизируемая поверхность покрывается слоем металла. Такой метод мгновенной металлизации применяется довольно редко из-за отсутствия опыта и необходимой аппаратуры, однако его быстродействие и простота привлекают последователей и со в ременем он может получить более широкое р аспростр анение. При конверсионном травлении на поверхности пластмассы образуется слой из продуктов травления как самой пластмассы, так и травящего агента. Первый случай наблюдается при длительном травлении АБС-пластиков, когда на их поверхности образуется налет перетравленной пластмассы. Для металлизации это нежелательное явление, так как металл отслаивается с поверхности вместе с непрочно связанным налетом. Нами было показано, что такой налет можно удалить путем повторного или еще более длительного травления *. Второй случай — травление кислыми растворами перманганата калия, вследствие которого поверхность покрывается слоем МпО.2. Способ нанесения конверсионных покрытий можно использовать и для металлизации. Например, при травлении фторопласта щелочными металлами поверхность пластмассы обугливается. Углеродный слой довольно прочно связывает слой металла с пластмассой. Иногда металлическое покрытие можно получить, используя восстановительные свойства самой пластмассы. Например, фенолформальдегидные смолы или АБС-пластики при погружении в щелочные растворы солей серебра травятся, и тут же на их поверхность осаждается слой металла. поверхность разрушения в несколько тысяч см2/г. Даже при повышенной чувствительности современных ЭПР-спектрометров исследования напряженных образцов ограничиваются несколькими случаями при наличии подходящих свойств последних. Единственные эксперименты, благодаря которым удалось Третий вариант объяснения данных, полученных при ступенчатых деформационных испытаниях, предложили Крист и Петерлин [9]. Они предположили для любого из упомянутых выше экспериментов существование неравномерного распределения деформаций вследствие различия длин нескольких тысяч одновременно напряженных волокон. Эффект неравных длин волокон, несомненно, расширяет имеющиеся распределения относительных длин цепей. Но преждевременные разрушения отдельных волокон и образование поверхностей их разрушения нельзя объяснить числом образовавшихся свободных радикалов. Чтобы в дальнейшем выяснить этот вопрос, Хассель и Деври исследовали свободные радикалы, образованные при деформировании ленты материала найлон-66 с высокоориентированными волокнами [10]. Они получили аналогичные гистограммы, которые оказались даже более широкими по сравнению с пучками волокна найлона-66. На микрофотографии поверхности разрушения ленточного материала, полученной с помощью сканирующего электронного микроскопа, показано, что в ленте, как и в нити, дефекты образуются по всему объему напряженного образца (рис. 7.8 и 7.9). Полученная поверхность разрушения проходит вдоль направления наименьшего сопротивления через ранее образовавшиеся дефектные зоны. Лишь при приближении к значению разрушающей деформации становится заметным различие между деформированием одиночного волокна и пучка волокон. Статистическое объяснение данного факта приведено в гл. 3. Рис. 7.8. Поверхность разру- Рис. 7.9. Поверхность разрушения образца шения сухого образца ПА-66, ПА-66, имеющего вид полосы [10]. исследовали полиэтилен низкой и высокой плотности и получили значения для поверхностной концентрации радикалов 1,39-1015 и 1,17-1015 спин/см2, которые показывают, что разрываются соответственно 120 и 104 % цепей, пересекающих поверхность разрушения. Пазони и др. нарезали образцы в растворе дифинилпикрилгидразила в этаноле, изменение цвета которого использовалось для определения числа образовавшихся свободных радикалов. Необычно высокую долю разрывов молекул, приведенную Пазони и др., и расхождения их данных Несомненно, что вид поверхности разрушения является наиболее убедительным свидетельством того, что процесс разрушения достиг фазы неоднородного деформирования. Но гораздо чаще поверхность и морфологическая структура ослабленного образца позволяют выяснить, внесла ли фаза однородного деформирования материала вклад в процесс разрушения или нет. Именно по этой причине раздел по фрактографии был введен в главу, посвященную однородному деформированию и разрушению. Рис. 7.8 и 7.9 служат для иллюстрации этого положения. Представленные на этих рисунках поверхности разрушения являются более или менее произвольным результатом большого числа однородно распределенных разрывов и завершившихся процессов проскальзывания цепей и микрофибрилл. Поверхность разрушения образовалась в течение Этот тип разрушения быстро распространяется поперек волокна, он характеризуется шероховатой структурбй поверхности и отсутствием признаков распространения»трещин; по-видимому, вся структура готова к ослаблению в.-одно и то же время, а разломы очень похожи по виду »а поверхность разрушения волокнистых композиционных материалов, рассматриваемую при небольшом увеличении (рис. 7.8 и 7.9). Прежде чем охарактеризовать роль молекулярных цепей в ударном нагружении, рассмотрим разрушение полимеров, считающихся жесткими в нормальных условиях (например, ПЭВП, ПВХ, ПП, ПА). Расщепление материала трудно получить путем изгиба, оно наблюдается лишь на надрезанных образцах с низким отношением (LS/D) или при высокой скорости нагружения (удар). В образцах ПЭВП с чрезвычайно высоким значением молекулярной массы (Mw?> 106 г/моль) совсем не происходит расщепления материала. Поверхность разрушения, показанная на рис. 8.25, была получена Гаубе и Каушем [106] путем ударного нагружения при 20°С стандартного бруска ПЭВП с ножевым надрезом. На поверхности хорошо видны морфологические структуры трех видов: Рис. 8.25. Поверхность разрушения стандартного образца ПЭВП с надрезом, разрушенного под действием ударной нагрузки при 20°С [106]. на несколько сотен процентов. Даже поверхность нестабильно растущей трещины (область IV, увеличенная на рис. 8.32 и 8.33) является не ровной, а пластически деформированной. Морфологические особенности поверхностных зон разрушения явно указывают на то, что начало роста трещины, даже при ударном нагружении, происходит не просто путем перерезания молекулярных цепей, которые случайно оказываются на пересечении с плоскостями наибольших растягивающих напряжений. Из-за ограниченной поперечной передачи нагрузки между неориентированными, несшитыми цепями (гл. 5) пластическая деформация всегда предшествует возможному разрыву цепи. С учетом уже рассмотренных феноменологических представлений о разрушении при ударе можно сказать, что сопротивление Рис. 8.35. Поверхность разрушения трещин при ползучести в трубах из ПЭНП В связи с изучением зависимости энергии поверхности разрушения от скорости нагружения следует напомнить о первых широких применениях испытания на раздир (метод III) (например, [5, 23—28]). При таком виде разрушения материал в области вершины трещины испытывает сложное в значительной степени пластическое деформирование. Не вдаваясь в подробности, "можно отметить, что скорость влияет на степень пластического деформирования (а следовательно, и на поверхность разрушения или энергию раздира) [23—29]. Это влияние связано с максимумами 3- и у-релаксации [5, 23—26]. Как правило, энергии раздира термопластов и каучуков довольно велики, например, для ПС энергия раздира 1 кДж/м2, для ПЭ 20—200 кДж/м2, а для различных сополимеров бутадиена 0,1—500 кДж/м2 [24—26]. Относительно эластомеров Томас [27], а также Ахагон и Джент [28] сообщают, что после введения поправки, учитывающей изменение эффективной площади разрушения, для различных условий эксперимента можно получить общее пороговое значение энергии разрушения То, равное 40—80 Дж/м2. Показано, что данная энергия не зависит от температуры и степени набухания в различных жидкостях. Пороговая энергия незначительно убывала с увеличением степени сшивки (образцов полибутадиена). В агрессивной среде (кислород, озон) Т0 существенно уменьшается.  Повышенное сопротивление Повышенную эластичность Повышенную реакционную Повышенную устойчивость Получения резиновых Поведения растворов Поведение некоторых Поведение различных Переносом электронов |
- |
Навигация