|
|
|
Главная --> Справочник терминов Составляющей деформации S^ — обратимая составляющая деформации сдвига (13.2-2); t — время; еще одна составляющая деформации — вязкая евяз, которая приводит к постепенному накоплению остаточной деформации образца. В общем случае можно записать, что деформация полимера состоит из "трех частей: е = 8упр+евэл + епяз; они играют различную роль при низких и высоких температурах. Температурная область переработки каучуков и резиновых смесей находится между Тс и Тт (рис. 1.1), где реализуются высокоэластические деформации. При этом_в__обще,й_„деформации (или комплексной податливости [22}У~~существенную долю занимает обратимая или запаздывающая деформация со временем релаксации или запаздывания от нескольких секунд до нескольких часов. Поэтому для переработки каучуков и резиновых смесей эластическая (обратимая), но запаздывающая составляющая деформации может стать в ряде случаев главной и привести к аномалиям и специфическим трудностям при смешении, вальце- Для улучшения шприцуемости статистических эластомеров рекомендуется добавлять к ним блок-сополимеры. При одинаковой М для линейных полимеров основным фактором, определяющим X? и т]о, является содержание стирола. Содержание 1,2-бутадиеновых звеньев имеет второстепенное значение. По мере расширения ММР растет эластическая составляющая деформации [13]. Вязкая составляющая деформации сдвига связана с напряжением сдвига г, вязкостью ц и временем деформации t законом Ньютона: Общая деформация вискозы зависит от напряжения, времени деформации и двух констант материала — коэффициента вязкости и модуля упругости. Раздельная оценка влияния вязкости и упругости — сложная, еще не до конца решенная задача. Учитывая, что вязкая составляющая деформации у вискоз превалирует, в большинстве случаев их рассматривают как вязкие жидкости с некоторым эффективным значением вязкости т]Эф, в котором в какой-то мере учтена упругая часть. Однако, как будет показано в дальнейшем, в некоторых явлениях (расширение струй, нарушение равномерности течения вискозы в капиллярах) на первый план выдвигается упругая составляющая часть деформации, поэтому без ее учета невозможно правильно строить технологический процесс. Общая деформация вискозы зависит от напряжения, времени деформации и двух констант материала — коэффициента вязкости и модуля упругости. Раздельная оценка влияния вязкости и упругости — сложная, еще не до конца решенная задача. Учитывая, что вязкая составляющая деформации у вискоз превалирует, в большинстве случаев их рассматривают как вязкие жидкости с некоторым эффективным значением вязкости т]Эф, в котором в какой-то мере учтена упругая часть. Однако, как будет показано в дальнейшем, в некоторых явлениях (расширение струй, нарушение равномерности течения вискозы в капиллярах) на первый план выдвигается упругая составляющая часть деформации, поэтому без ее учета невозможно правильно строить технологический процесс. Вязкая составляющая деформации сдвига связана с напряжением сдвига г, вязкостью ц и временем деформации t законом Ньютона: Процесс ориентационного вытягивания зависит от продолжительности деформации, поскольку высокоэластическая деформация состоит из двух составляющих — упругой и вязкой. Вязкая составляющая деформации выражается законом Трутона [см. уравнение (5.14)]. Входящая в это уравнение продолжительность деформации t зависит от скорости формования и длины вытягиваемого участка нити: чем меньше продолжительность деформации, По-видимому, обратимая составляющая деформации не может развиваться без ориентации частей макромолекул. Соотношение обратимой и необратимой составляющих деформации должно быть внимательно оценено. где е0бр — обратимая составляющая деформации; еие0бр — необратимая составляющая деформации; вупр — упругая деформация, возникающая и исчезающая практически мгновенно; 8В. Эл — высокоэластическая деформация, развивающаяся и исчезающая со временем в результате изменения конформационного набора и надмолекулярной структуры; е0ст — необратимая деформация, разви-] ающаяся вследствие необратимого перемещения центров тяжести макромолекул относительно друг друга. Наконец, поскольку результаты капиллярной вискозиметрии, особенно при малых тш, зависят от высокоэластической составляющей деформации и дополнительных потерь вязкого трения, возникающих вследствие перестройки профиля скоростей на входе в капилляр, необходимо ввести поправку в величину т№. Способ вычисления поправки рассмотрен в разд. 13.2. ческая деформация, и, разумеется, из него исключаются жесткое вращение элементов среды как единого целого и их перемещение в пространстве. Кроме того, очевидно, что для увеличения поверхности раздела обе фазы должны участвовать в течении. Следовательно, соотношение величин вязкости фаз (как и эластичности, проявляющейся при восстановлении высокоэластической составляющей деформации) играет существенную роль при ламинарном смешении. Эти аспекты смешения рассмотрены в гл. 11, Термодинамические соотношения можно в отдельных случаях применять для полимерных тел с вязко-текучими свойствами. Деформация таких полимеров состоит практически из высокоэластической и пластической составляющих, так ка'к чисто упругой деформацией можно пренебречь: В некоторых случаях удается обе составляющие деформации полностью разделить — например, при установившемся режиме течения. В последнем случае к высокоэластической составляющей деформации, зависящей не от времени, а только от приложенного напряжения, могут быть применены термодинамические соотношения. Наблюдаемый эффект инверсии (см. рис. III. 7) объясняется неравновесностью процесса при быстром растяжении резины, когда в начале деформации ее упругая составляющая может иметь заметную величину по сравнению с высокоэластической. При равновесной же деформации резины упругая составляющая ее имеет ничтожную величину, примерно равную 0,05% от высокоэластической составляющей. При аналиве в предыдущих разделах этой упругой составляющей деформации резины мы пренебрегали. ческой и пластической составляющих, так как чисто -упругой частью деформации можно пренебречь. В некоторых случаях удается обе составляющие деформации полностью разделить, например при установившемся режиме течения. В последнем случае к высокоэластической составляющей деформации, зависящей не от времени, а только от приложенного напряжения, могут быть применены термодинамические соотношения. Влияние молекулярной ориентации более или менее четко заметно для полимеров только при малых напряжениях сдвига, когда процесс перестройки надмолекулярной структуры еще слабо развит, и для олигомеров, когда молекулярная масса столь мала, что не образуется пространственной надмолекулярной структуры. Существенное проявление высокоэластической составляющей деформации наблюдается в возникновении нормальных напряжений. Хотя они и сопоставимы по значению с тангенциальными, влияние тех и других на физические свойства вязкого потока полимерной системы существенно различно. Тангенциальное напряжение вызывает вязкое течение и приводит к разрушению надмолекулярной структуры полимеров, тогда как нормальное напряжение приводит лишь к небольшому изменению гидростатического давления в потоке и практически его влияние на изменение структуры и вязкость полимерной системы несущественно. Уменьшение вязкости в процессе течения, наблюдаемое при относительно больших напряжениях, может быть объяснено изменением исходной надмолекулярной структуры полимера, если установлено, что его молекулярная масса при этом остается неизменной. нейных несшитых полимеров. Деформация таких полимеров состоит практически из высокоэластической и вязкой составляющих (чисто упругой частью деформации можно пренебречь). В некоторых случаях удается обе составляющих деформации полностью разделить, например, при установившемся режиме течения, когда наблюдается равновесие между числами неразрушенных и разрушенных физических узлов. В последнем случае к высокоэластической составляющей деформации, не зависящей от времени, а только от приложенного напряжения, могут быть применены термодинамические соотношения. данного вопроса необходим более тщательный анализ механизма деформации в конической и цилиндрической частях канала и, в частности, определение составляющей деформации сжатия. сложными закономерностями динамической усталости (рис. 125). Исследовалась8 зависимость динамической усталости резин от величины статической составляющей деформации растяжения. Резина растягивалась до определенной степени статической деформации ест-, а затем подвергалась многократным дополнительным деформациям. Оказалось, что при таком режиме испытания число циклов до разрушения может не только монотонно уменьшаться, но для некоторых резин может меняться и более сложно. Число циклов до разрушения зависит также от температуры, уменьшаясь с ее повышением сначала быстро, а потом медленно. статической составляющей деформации52 5i: выносливость проходит через минимум при некотором значении статической составляющей деформации (SN . ). То же явление наблюдалось при утомлении проколотых образцов резин из НК, СКВ, СКС-30, наирита и бутилкаучука23 на машине де Маттиа с частотой 250 циклов в минуту. При испытаниях изменялась величина статической деформации, а величина динамической деформации оставалась по- При адиабатическом процессе нагружения тела, проявляющего деформацию вязкого течения, принимают [561, с. 119], что будет происходить увеличение энергии. Возрастание энтропии обусловлено необратимым характером деформации. (Следует, однако, иметь в виду, что для полимеров характерно одновременное возрастание обратимой высокоэластической или вынужденно-эластической составляющей деформации). Возрастание энтропии будет  Соблюдать некоторые Селективное образование Соблюдении температурного Социалистической революции Содержащего кислорода Содержащего различные Содержащий некоторое Содержащие аминогруппу Содержащие гетероатомы |
- |
Навигация