Термины, связанные с цементом. Растяжения происходит

Главная --> Справочник терминов

Растяжения происходит В сдвиговом поле реализуются достаточно большие высокоэластические деформации, обусловливающие возникновение аксиальных растягивающих напряжений (эффект Вайссенберга). В условиях кругового течения, например в зазоре между коаксиальными цилиндрами, раствор или расплав полимера как бы стягивается силами, возникающими при появлении нормальных напряжений. Они противодействуют как силе тяжести, так и центростремительной силе (рис. 4.11).

ориентацию (cos26~l,0). Проблемы, возникающие при использовании данного метода, детально рассмотрены Ридом и др. [43] . На основе своих исследований Бурио [44] пришел к выводу об обратимости цис-транс-перехода сегмента этиленгликоля в волокнах ПЭТФ под действием растягивающих напряжений. В ПА-66 он наблюдал обратимый рост свободных (несвязанных) NH-групп и увеличение средней ориентации цепи при ее растяжении.

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

Эти критерии описывают распределение локальных возбуждений и деформаций сегментов цепей. Критерий разности напряжений [86, 139] неявно имеет отношение к двум механизмам: кавитации в поле растягивающих напряжений и стабилизации каверн в расходящемся поле напряжений. Эти механизмы более точно учтены Ховардом и др. [137] с помощью математической модели расширения полости в твердом пластике, а также Аргоном [152] и Каушем [11] с помощью молекулярных моделей.

Одним из примеров удачного использования деформационно-инициированной кристаллизации является создание технологии изготовления жестких эластичных пленок и волокон из полипропилена и полиоксиметилэтиленацетата [32]. Обладающие резиноподобной эластичностью надмолекулярные структуры формируются при экструзии расплава с последующей кристаллизацией в условиях действия высоких растягивающих" напряжений.

Результаты недавних экспериментальных исследований кинетики кристаллизации и характера надмолекулярных структур, присущих процессам формирования волокна, показывают, что в случае ПЭВП [38, 39] растягивающие напряжения увеличивают скорость кристаллизации на несколько десятичных порядков и уменьшают индукционный период по меньшей мере в сотни раз. Надмолекулярная структура изменяется от сферолитной, присущей низкому уровню растягивающих напряжений, до фибриллярной (цилиндрической). Наконец, методом прокатки удается получить прозрачные пленки из ПЭВП [40].

По-видимому, оно обоснованно и для большинства полимерных расплавов, которые представляют собой вязкоупругие жидкости почти при всех условиях течения. Экспериментальное подтверждение отсутствия проскальзывания полимерных расплавов при низких скоростях течения было дано ден Оттером [12]. Он использовал для наблюдений частицы гель-фракции, введенные в расплав полиэтилена, и изучал условия течения вблизи стенки. Эксперименты, в которых использовались трассеры большого размера, показали возможность появления проскальзывания на стенке [13, 14]. Часть этих наблюдений ден Оттер интерпретировал как артефакты, возникшие из-за несовершенства экспериментальной системы и больших размеров трассеров. Проскальзывание на стенке может наблюдаться также при высоких скоростях течения в области разрушения расплава (см. гл. 13). Этот случай типичен, например, для расплавов ПЭВД [15]. Явление, которое имеет место при повышенных скоростях течения, — «стик—слип» (отлипание—прилипание) заключается в том, что под действием растягивающих напряжений расплав отрывается от стенки (силы адгезии преодолеваются) и прилипает обратно, когда напряжения восстанавливаются [14]. В любом случае, особенно при скоростях ниже области разрушения расплава, используют условие прилипания.

растягивающих напряжений (о0, ок), гДе °о — безопасное,

Разрыв полимерных материалов — это процесс, происходящий во времени. В течение этого времени в материале возникают необратимые изменения, о чем свидетельствует независимость долговечности от способа нагружения полимерных образцов11. Так, при непрерывном пребывании образца под нагрузкой или при гсагру-жении того же образца через некоторые промежутки времени долговечность при одном и том же напряжении одинакова. Это означает, что изменения, происходящие в твердом теле под действием растягивающих напряжений, не восстанавливаются при последующем снятии нагрузки (отдыхе), т. е. являются необратимыми. Эти необратимые изменения в материале, находящемся под нагрузкой, обусловлены образованием микротрещин.

Кроме того, метод ИК спектроскопии используется для изучения силового возмущения связей в полимерных молекулах под действием механических напряжений [48]. В основу методики определения напряжений на химических связях в скелете полимерных молекул положен эффект изменения формы полосы поглощения. Для свободного образца полоса ИК поглощения имеет симметричную форму относительно максимума. Под влиянием растягивающих напряжений максимум смещается в сторону низких частот, а форма полосы искажается: с длинноволновой стороны образуется интенсивное крыло с хорошо выраженным краем, отстающим от максимума примерно на 25 см"1. Аналогичные эффекты наблюдаются для полимеров разнообразной природы на различных характеристических полосах поглощения.

Разрыв полимерных материалов— это процесс, происходящий во времени. В течение этого времени в материале возникают необратимые изменения, о чем свидетельствует независимость долговечности от способа нагружения полимерных образцов11. Так, при непрерывном пребывании образца под нагрузкой или при пэгру-жении того же образца через некоторые промежутки времени долговечность при одном и том же напряжении одинакова. Это означает, что изменения, происходящие в твердом теле под действием растягивающих напряжений, не восстанавливаются при последующем снятии нагрузки (отдыхе), т. е. являются необратимыми. Эти необратимые изменения в материале, находящемся под нагрузкой, обусловлены образованием микротрещин.

ры, так называемой температуры стеклования («температуры перехода второго рода»). Аморфные полимеры, температура стеклования которых лежит ниже комнатной температуры, называются эластомерами; при комнатной температуре они обладают упругостью. Однако их упругость при несшитом (невулканизованном) состоянии при 20 °С похожа на упругость полимерных расплавов, т. е. упругое восстановление после растяжения происходит тем менее полно, чем больше было растяжение и чем дольше материал выдерживался в растянутом состоянии (остаточное удлинение). Это объясняется уравновешиванием внутренних напряжений путем релаксации, т. е. взаимным перемещением деформированных макромолекул. Если воспрепятствовать этим перемещениям путем сшивания (вулканизация) и таким образом сделать невозможным взаимные скольжения макромолекул друг относительно друга, то можно получить эластомеры, которые после прекращения действия силы даже при сильном и длительном растяжении возвращаются вновь в исходное состояние. В технике такие сшитые эластомеры называются резинами. Резины отличаются весьма малыми значениями модуля упругости в сочетании с высокой эластичностью. Свойства резины существенно зависят от числа сшивок: малое число сшивок дает высокую эластичность и низкий модуль упругости, повышение числа сшивок уменьшает эластичность и увеличивает модуль упругости; наконец, резины с большим числом сшивок в значительной степени теряют свои каучукоупругие свойства (эбонит).

Свежесформованная нить состоит из фибрилл (точнее, сольва-тофибрилл), собранных в сферолитоподобные структуры. Структурные изменения при ориентационном вытягивании таких нитей исследовались Каргиным [165, с. 170]. По его мнению, мелкие элементы надмолекулярной структуры, образующие сферолиты, не изменяются в процессе растяжения; происходит трансформация крупных элементов структуры (сферолитов) до очень вытянутой формы только за счет взаимного перемещения фибрилл, без потери связанности в пределах каждого сферолита. Таким образом, перестройка структуры происходит на уровне преобразования сферолита, состоящего из пачек и фибрилл.

"Можно утверждать, что при механическом диспергировании в присутствии кислорода наиболее вероятен разрыв этих дисульфид-, ных связей с образованием окисленных групп в месте разрыва. При преимущественном разрыве окисленных связей образуются линейные продукты деструкции, а при отсутствии постоянного растяжения происходит их укладка в оверхсокращенную форму. Взаимная ориентация предельно свернутых цепей в сухом состоянии исключена, и рентгенограмма фиксирует отсутствие упорядоченности.

Пластический разрыв полимеров внешне сходен с разрывом вязких металлов. Как и у металлов,* .пластический разрыв полимеров наблюдается в ограниченной области скоростей деформации или времени действия нагрузок. При малой нагрузке или малой скорости растяжения происходит переход к высокоэластическому разрыву, характерному для резин. Это объясняется тем, что при напряжениях ниже предела текучести сужений не образуется и пластический разрыв переходит в высокоэластический, что как раз и объясняется наличием в каучуках пространственной сетки, образованной временными узлами. Переход через предел текучести связан с преодолением и разрушением этих узлов.

ВТользу развиваемых представлений относительно взаимосвязи между легкостью перестройки надмолекулярной структуры и прочностью при различных режимах деформации свидетельствует зависимость между напряжением рекристаллизации и скоростью деформации. Из приведенных данных следует, что закаленные образцы при малых значениях lg V характеризуются наименьшими значениями напряжений рекристаллизации, а наибольшие значения напряжения рекристаллизации имеют отожженные образцы. Пересечение всех кривых происходит при lg V я« 3. При этой скорости растяжения происходит изменение относительного положения кривых а = lg (V), а также ар =

Ограничения, накладываемые на значение Р, и наличие радиальных потоков делают пленку однородной, т. е. локальные напряжения в системе невелики и не сохраняются длительное время вследствие практически мгновенной релаксации. Разрыв может начинаться либо в самой пленке, либо на поверхности раздела, но развитие процесса вследствие кавитации и растяжения происходит в пленке.

4. Ввиду неизменности структурных параметров элементарной ячейки и среднего размера кристаллитов в области упругой деформации высказано предположение, что деформация образцов па этой стадии растяжения происходит за счет дефектных межкристаллитных участков.

Изучение надмолекулярных структур образцов, деформированных при разных скоростях растяжения, показало, что существует температурная область, в которой независимо от скорости растяжения происходит хрупкое разрушение образцов с сохранением формы и размеров сферолитов. В интер-

Изменение типа структурных превращений находит отражение в значениях деформируемости и разрывной прочности (см. таблицу). Если при температурах ниже 10° повышение скорости растяжения вызывало возрастание прочности, напряжения рекристаллизации и разрывного удлинения, то в области температур 10—20°, где при повышении скорости растяжения происходит изменение типа структурных превращений, для прочности и разрывного удлинения такой закономерности нет. Эта аномалия, несомненно, обусловлена различным изменением структуры полимера в процессе растяжения с различными скоростями.

При растяжении напряжение а вызывает натяжение в первую очередь макромолекулярных цепей, находящихся в положении А — А или В — В, и только после разрыва последних — молекул, находящихся в положении С — С, D — D. Отсюда следует, что не может быть и речи о среднем распределении нагрузки на каждую молекулу. Под действием внешних сил (в процессе растяжения) происходит параллельная ориентация молекул.

Растворения последнего Растворение ксантогената Растворению полимеров Растворенного кислорода Растворимые красители Растворимых углеводов Растворимость большинства Растворимость ксантогената Растворимость углеводородов