|
|
|
Главная --> Справочник терминов Разрывным напряжением Степень вытяжки не определяет однозначно значение прочности и разрывного удлинения полимера. Одной и той же степени вытяжки могут соответствовать различные значения прочности, и, наоборот, одна и та же прочность может быть получена при различных степенях вытяжки. Средняя степень ориентации, определяемая двойным лучепреломлением, является более точной характеристикой ориентированного полимера. С другой стороны, прочность и разрывное удлинение не определяются одним двулучепреломлением. Образцы с одинаковым двулучепреломлением, ориентированные в различных условиях, могут разорваться на разных стадиях растяжения, хотя до момента разрыва одного из образцов диаграммы растяжения их полностью совпадают. Таким образом, по степени ориентации невозможно однозначно определить прочностные характеристики ориентированных полимеров. Однозначную связь прочности и разрывных удлинений со строением ориентированного полимера удается установить лишь в том случае, если можно учесть два параметра — среднюю степень ориентации звеньев макромолекул и число цепей молекулярной сетки в единичном объеме, так как Ниже приведены значения предела вынужденной эластичности (сгв.э) и разрывных удлинений (А///0) поликарбоната с различным Исследования разброса прочности и разрывных удлинений резки из НК и синтетических каучуков, полученных в различных условиях, показали, что статистический характер прочности связан с неоднородностью структуры вулканиза-ционных сеток: разброс показателя прочности у резин из холодных пластикатов СКС был меньше, чем у резин из горячих, у резин в оптимуме вулканизации — меньше, чем у перевулканизованных, у резин до старения — меньше, чем после термоокислительного старения [41]. Влияние старения на разброс прочности резин из НК, СКС СКВ, СКБМ и неопрена подробно исследовалось Цыдзиком, Виницким и Ивановой [42]. В этой работе также были получены данные, свидетельствующие о том, что разброс прочности связан \с дефектами молекулярной структуры, а не с микродефектами, которые могут иметь место в загрязненных или плохо приготовленных образцах. Анализ соотношений прочности и разрывных удлинений ненаполненных вулканизатов СКС различного состава и строения ^неизменно обнаруживает прямое соответствие этих свойств, что указывает на существенное влияние ориентации цепей на прочность [25,68]. измерении площади под кривой на диаграмме растяжения. Обычно системы на основе эпоксидных смол, обладающие повышенными значениями разрывных удлинений и прочности, характеризуются более высокими значениями ударной вязкости, оцениваемод^по площади под кривой [8]. Диаграммы растяжения для отвержденных «истем ERL-4221 — ГГФА, модифицированных различными количествами СБАК (от 0 до 40ч.), приведены на рис. 1. Площади под кривыми для модифицированных систем заметно выше (от 27 до 33 кгс • см/см3), чем у немодифицированной системы (6 кгс-см/см3). Наблюдаемое улучшение стойкости к ударным нагрузкам связано с повышенными значениями разрывного удлинения и предела прочности. направлении. Даже при низких степенях ориентации наблюдается сильный эффект анизотропии свойств композиции. Различия значений предела прочности, модулей и разрывных удлинений в двух направлениях весьма существенны. Измерения прочности и разрывных удлинений дают лишь косвенные указания на характер радиационных эффектов. Если превалирует сшивание, прочность часто возрастает до максимума (см. гл. VIII), а затем снова снижается, после чего снова наблюдается возрастание, когда плотность пространственной сетки становится столь высокой, что полимер переходит в твердое, стеклообразное состояние. Начальный максимум может, однако, и отсутствовать, и постепенный рост плотности пространственной сетки может часто сопровождаться постепенным уменьшением прочности. Разрывное удлинение тоже обычно убывает с ростом числа мостиков, но в настоящее время этим измерениям нельзя дать исчерпывающей интерпретации. Измерения модуля, прочности и разрывных удлинений пластмасс еще труднее поддаются точной интерпретации, чем подобные измерения для резин, так как здесь мы обычно находимся еще дальше от равновесных условий. В этих случаях желательно производить измерения при температурах, превышающих в достаточной степени температуру стеклования, или температуру плавления кристаллов (если полимер находится обычно в кристаллическом состоянии). Такие измерения при повышенных температурах возможны, если им не препятствует окисление или другие химические реакции. Бопп и Зисман [25, 26] нашли, что при облучении образцов вулканизованного серой натурального каучука происходит увеличение модуля упругости, жесткости и твердости и понижение 'прочности, разрывного удлинения и остаточных удлинений при растяжении и сжатии. При дозе выше 10 единиц реакторного излучения все свойства заметно ухудшаются в результате чрезмерной сшивки. Количество выделяющегося газа составляет только около 0,1 количества газа, выделяющегося при облучении полиэтилена. Проводилось сравнительное изучение стойкости образцов вулканизатов синтетических каучуков различных типов при действии излучения атомного реактора в присутствии воздуха [26]. О стойкости судили по изменению разрывных удлинений с. дозой. Натуральный каучук о-казался примерно в 5 раз более устойчивым, чем неопрен, хайкар OR-15 (сополимер бутадиена и акрилонитрила; см. стр. 181), GR-S (стр. 181), хайкар РА (полиакрилат; стр. 151), тиокол ST (стр. 191) и силастик 7-170 (силиконовый каучук; стр. 193). С другой стороны, Хэм-лин [27] считает, что в ряду каучукоподобных диеновых полимеров и сополимеров, облученных в ядерном реакторе, натуральный каучук отвердевает, причем прочность его снижается быстрее всех остальных. В этих опытах применялись очень большие дозы; наименьшая составляла около 125 мегафэр. Райан [35] установил, что при длительном действии -у-излу-чения происходит затвердевание натурального каучука и уменьшение его разрывных удлинений. Известно, что повышение прочности искусственных целлюлозных волокон почти всегда сопровождается понижением из разрывных удлинений. Однако сущность этого факта не была еще настолько ясна, чтобы предвидеть и объяснить возможные соотношения изменений между прочностью и разрывными удлинениями для волокон, упрочненных по различным механическим схемам при прочих равных условиях. Между тем упрочнение целлюлозного волокна разными методами при постоянстве всех других условий приводит при равных разрывных прочностях к разрывным удлинениям готовых волокон, отличающимся друг от друга в 2—3 раза, причем, что особенно интересно, такое резкое падение удлинений возможно даже при сравнительно более низких прочиостях. Как это было показано в экспериментальных работах, обобщенных Каргиным и Слонимским [4] в единую теорию переходных состояний линейных полимеров, имеющих Тс и Т? ниже температуры химического распада, переход из вязкотекучего состояния в стеклообразное совершается через высокоэластическую область с исчезновением большого набора периодов релаксации и может осуществляться как за счет межмолекулярного, так и за счет внутримолекулярного взаимодействия звеньев цепи. Естественно предположить, что стеклование полимерных волокон связано с теми же причинами и что увеличение жесткости линейных молекул целлюлозы может совершаться под действием механического напряжения, приложенного извне. Как уже отмечалось, это уравнение не имеет строгого обоснования, хотя и содержит определенный физический смысл. Вероятно, имеет смысл вести исследование энергии раздира в зависимости от различных факторов, с осторожностью относясь к применению формулы Гриффита в виде (11.45) для расчета прочности эластомеров. Этот вывод подтверждается работой Бикки и Берри [12.6], в которой произведена прямая проверка применимости критерия Гриффита к эластомерам. Исследовались зависимости между разрывным напряжением ор, модулем упругости Е и длиной надреза /. Было установлено, что существует зависимость 0P~?Y/, а не 0р=т/?//, как это следует по Гриффиту. Под прочностью понимают способность тел выдерживать без разрушения приложенную к ним нагрузку. Прочность обычно характеризуют величиной напряжения, вызывающего разрущение тела. Напряжение, вызьшающее разрыв, называется разрывным напряжением пли сопротивлением разрыву я выражается в есГ/см3 или кГ/лш2, Ориентация оказывает значительное влияние на механические свойства кристаллических полимеров 6-т, На рис. 103 представлены деформационные кривые для предварительно ориентированного полиамида, испытанного в направлении ориентации. Из рисунка видно, что ориентированные кристаллические полимеры обладают более высоким разрывным напряжением и значительно меньшим относительным удлинением в направлении ориентации по сравнению с деформацией в направлении, перпендикулярном ориентации {см. стр, 219), С понижением температуры величина деформации уменьшается, а разрывная прочность закономерно увеличивается. Предварительно ориентированный образен полиамида хрупко разрушается толъко кри —170° С ь Под прочностью понимают способность тел выдерживать без разрушения приложенную к ним нагрузку. Прочность обычно характеризуют величиной напряжения, вызывающего разрущение тела. Напряжение, вызывающее разрыв, называется разрывным напряжением или сопротивлением разрыву и выражается в кГ/см2 или кГ/ш!2. свойства кристаллических полимеров6'7, На рис. 103 представлены деформационные кривые для предварительно ориентированного полиамида, испытанного в направлении ориентации. Из рисунка видно, что ориентированные кристаллические полимеры обладают более высоким разрывным напряжением и значительно меньшим относительным удлинением в направлении ориентации по сравнению с деформацией в направлении, перпендикулярном ориентации (см. стр, 219), С понижением температуры величина деформации уменьшается, а разрывная прочность закономерно увеличивается. Предварительно ориентированный образец полиамида хрупко раз- ' рушаетхя только ири —170° С. Под прочностью понимают способность тел выдерживать без разрушения приложенную к ним нагрузку. Прочность обычно характеризуют величиной напряжения, вызывающего разрушение тела. Напряжение, вызывающее разрыв, называется разрывным напряжением или сопротивлением разрыве/ и выражается в кГ/см2 или кГ/ш!2. Ориентация оказывает значительное влияние на механически свойства кристаллических полимеров6'7, На рис. 103 представлен! деформационные кривые для предварительно ориеитированног полиамида, испытанного в направлении ориентации. Из рисунх видно, что ориентированные кристаллические полимеры обладаю более высоким разрывным напряжением и значительно ц-еньшш относительным удлинением в направлении ориентации по сравш нию с деформацией в направлении, перпендикулярном ориентаци (см. стр, 219), С понижением температуры величина деформаци уменьшается, а разрывная прочность закономерно увеличиваете: Предварительно ориентированный образец полиамида хрупко ра; рушаетхя только ири —170° С. В обоих режимах испытания максимальное за цикл истинное напряжение а вследствие релаксационных свойств резины изменяется, стремясь к некоторому установившемуся значению, которое и является истинным разрывным напряжением. Между последним и заданной деформацией в режиме e=const или установившейся максимальной деформацией в режиме /=const наблюдается зависимость о=?'е, где Е—динамический модуль установившегося процесса многократного нагружения резины. Если учесть этот закон деформации, справедливый во всем диапазоне применяемых в испытаниях максимальных деформаций и напряжений, то вместо соотношения (VIII. 1) получим: Динамическая выносливость, или «ходимость», N, а также динамическая прочность резины, характеризуемая истинным разрывным напряжением а, имеют такой же статистический характер, как и прочность резины при статических испытаниях. Это следует из наблюдаемого разброса результатов испытаний на динамическую выносливость. и истинным разрывным напряжением при режиме a=const также располагается между соответствующими зависимостями при двух режимах испытаний (/=const и e=const), как это показано пунктиром на рис. 124 (см. стр. 207). Удельная прочность может выражаться разрывной длиной; прочностью, отнесенной к весовой единице, характеризующей толщину (эта прочность называется относительной прочностью); разрывным напряжением.  Разнообразных продуктов Расщепление алифатических Разнородных материалов Разогревание реакционной Разрывная деформация Разрывной прочности Разработали эффективный Разработана конструкция Разработан оригинальный |
- |
Навигация