Термины, связанные с цементом. Скоростях скольжения

Главная --> Справочник терминов

Скоростях скольжения Природа когезионной прочности резиновых смесей. В практике шинного производства под когезионной прочностью понимают способность невулканизованных сажевых смесей развивать достаточно высокие напряжения (~1МПа) при деформациях ~400% и скоростях растяжения до 100 см/мин.

бодных радикалов. Неориентированные образцы каучука (замороженные в релаксационном состоянии) подвергаются такому же хрупкому разрушению, как и в температурной области III (90—130 К). Однако образцы, предварительно ориентированные путем растяжения на 100—200 %, очевидно, обладают свойством локального деформационного упрочнения. О природе этого эффекта можно лишь выдвигать гипотезы, и, вероятно, она связана с образованием в предварительно ориентированных эластомерах частично-ориентированных микрофибрилл. В результате локального деформационного упрочнения микротрещины и оставшиеся дефекты образуют систему взаимосвязанных микропустот, а вытянутые фибриллы формируют большие отчетливо видимые полосы. Окружающие газы поглощаются вновь образованными поверхностями пустот. Поскольку микрофибриллы достаточно прочны, чтобы выдержать нагрузку, передаваемую на них, то деформированный образец не будет разрушаться, а все больше и больше дефектов будет превращаться в трещины серебра и полосы. Наибольшее число полос образуется при средних скоростях растяжения (0,01 с~' для полихлоропрена). Большая локальная деформация (более 100%) во всем объеме образца и сильное межмолекулярное притяжение между различными сегментами цепей вызывают сильное возбуждение вдоль оси цепи и разрыв тех ее сегментов, которые играют роль проходных молекул. Согласно упомянутым результатам, концентрация спинов при разрушении эластомеров в температурной области III сопоставима с их концентрацией, полученной для ПА-6. При сильной предварительной ориентации до 300 % (в полихлоропрене) наблюдается пластическое деформирование материала и образование в нем свободных радикалов [31]. Деформация макроскопически однородна. Не обнаружено ни полос, ни трещин серебра, указывающих, что данное деформационное упрочнение более эффективно, чем при меньшей степени предварительной ориентации. Очевидно, рост микропустот прекращается, затем они схлопываются с образованием трещин серебра. Отсутствие сильного поглощения газа и ценообразования при последующем нагреве, а также различия полученных ЭПР-спектров подтверждают данную точку зрения [31].

Закс и др. [169] исследовали образование шейки в поликарбонате. Вследствие уменьшения поперечного сечения образца в области шейки материал в процессе «прохождения через шейку» приобретает ориентационную деформацию А, равную ~2. При комнатной температуре и различных скоростях растяжения образца, соответствующих скоростям деформации в области шейки 0,02—2 с~', авторы работы [169] получили довольно стабильный спектр ЭПР, который, однако, был недостаточно разрешен. Интенсивность данного спектра возрастала в зависимости от скорости прохождения невытянутого ПК через шейку от 3-Ю15 до 1,8-1016 спин/г (рис. 7.12). Эти же авторы исследовали также поведение стабильных нитро-ксидных радикалов и радикалов, образующихся путем фотолиза в процессе образования шейки в образцах ПЭНП и ПК-Наблюдаемый при этом возросший спад числа первоначально присутствующих радикалов может быть вызван их реакцией со вновь образующимися радикалами, а также с возросшей скоростью рекомбинации или спада числа присутствующих радикалов под влиянием деформации. На существование последнего явления в высокоориентированных полимерах ПЭВП, ПП, ПА-12 и ПЭТФ указывали Бехт и др. [47].

Принято считать, что собственно раздув — менее ответственная процедура, чем изготовление заготовки. Денсон [39] дал приближенное описание процесса раздува цилиндрической заготовки с постоянным радиусом RI и толщиной ht до размеров R0 и /10. При этом были использованы следующие допущения: а) течение представляет собой плоскую вытяжку [см. выражения (6.8-7) и (6.8-8), где «1» — это 0-направление, «2» — толщина, а «3» — зафиксированное 2-направление]; б) течение изотермическое; в) h/R < 1, так что «окружное» напряжение т00 == — [PR (t)lh (f)\. Как следует из экспериментальных данных, приведенных на рис. 15.15 для ПИБ, вязкость при плоском растяжении г\р[ при очень малых скоростях растяжения можно выразить следующим образом:

В качестве примера можно привести диаграмму Смита (см. [82]) для эластомеров (рис. 11.3). Семейство кривых — кривые растяжения при разных скоростях (или температурах). Их конечные точки — это точки разрыва, которые образуют огибающую разрывов ABC. Диаграмма Смита позволяет определить прочность эластомера не только при разных скоростях растяжения и температурах, но и при различных режимах деформации. Растянем образец до точки D "(при данной скорости), а затем сменим режим деформации. Например, зафиксируем деформацию в точке D. В результате будет происходить релаксация напряжения до тех пор, пока в точке D\ не произойдет разрыв образца. Пусть далее в точке D зафиксирована нагрузка, тогда будет наблюдаться ползучесть, пока в точке DZ не произойдет разрыв. Диаграмма Смита является наглядным примером рассматриваемого подхода к проблеме прочности эластомеров.

Из уравнения (12.10) следует, что в координатах lg ap; Т~1 данные должны ложиться на прямые, что и подтверждается в широком температурном интервале (рис. 12.12),соответствующем высокоэластическому плато эластомера. Прямолинейные участки наблюдаются при всех скоростях растяжения и с одинаковым наклоном, равным 0,63 • 103 К"1 для сшитого и 0,75 • 103 К"1 для несшитого эластомера СКС-30. В соответствии с уравнением (12.10) эти значения должны быть равны U/(2, 3 т/г). Отсюда по уже известному значению m можно вычислить энергию активации. Последняя для несшитых и сшитых эластомеров СКС-30 составляет 54,5 кДж/моль, в то время как значения m соответственно равны 3,7 и 4,4 (см. табл. 12.1)). Одна из причин сходства механизмов разрушения у несшитых и сшитых эластомеров, вероятно, лежит в существовании у несшитых эластомеров физических узлов-микроблоков. Иначе говоря, несшитый эластомер может рассматриваться аналогично химически сшитому эластомеру. Коэффициент m и энергия активации по долговечности и разрывной прочности были получены для эластомера СКМС-10, данные о котором приведены в табл. 12.2. 12.2.3. Инвариантность энергии активации различных процессов

При построении кривых необходимо учесть масштаб записи на диаграммной ленте по вертикали Д/ и по горизонтали f, а также их изменение при различных скоростях растяжения.

Рис. 540. Кривые напряжение деформация / Е линейного цнс-1,4-1Юлннэопре«а(/, 2,3} и нерегулярного полиОутадиена (/', 2',3') при различных скоростях растяжения при 295 К

эм^ниже температура, тем слабее выражена времен-зависимость прочности,, о чем' свидетельствует изменение i наклона прямых. При относительно низких температурах 1лъших скоростях растяжения разрыв твердого тела близок к гическому разрушению.. Это значит, что при низких темпера-ix время нагружения,практически не влияет на величину раз-юго напряжения, иначе говоря разрыв не произойдет при о<ок, сколь бы долго материал не находился в напряженр эянии.. Этим оправдывается, введение понятия «предела г и» или технического понятия «временного сопроти- /

Вначале одним из авторов с сотрудниками в Институте резиновой промышленности (Москва) был исследован механизм разрушения высокоэластических материалов, причем при медленных разрушениях резин обнаружен своеобразный «волокнистый» тип разрыва, связанный с образованием и обрывом местных высокоориентированных участков (тяжей). Затем Кувшинским с сотрудниками в Институте высокомолекулярных соединений АН СССР (Ленинград) были обнаружены особенности строения трещин «серебра» у пластмасс и показано, что в отличие от обычных трещин их створки скреплены тяжами—участками высокоориентированного полимерного материала. Следовательно, образование тяжей наблюдается как в аморфном твердом, так и в высокоэластическом состоянии полимеров. Лишь при низких температурах и больших скоростях растяжения указанный специфически!! механизм не успевает проявиться, и полимеры разрушаются путем развития обычных трещин. В отличие от других полимерных материалов полимерные волокна уже в исходном состоянии содержат высокоориентированную структуру в виде фибрилл и поэтому имеют наиболее высокую прочность.

Учет временного характера процесса разрушения резин должен привести к выводу о возрастании прочности с увеличением скорости нагружения. Между тем при больших скоростях растяжения наблюдаются аномальные отклонения от этой закономерности, обнаруженные Журковым с сотр.5 для резин из натурального и синтетических каучуков. Исследования проводились в широком интервале скоростей растяжения—от 0,2 см/сек до 31 м/сек, что соответствует скоростям деформации от 7% до 1,3-]05% в секунду. В отдельных опытах скорость деформации снижалась до 10~5% в секунду. С повышением скорости деформации увеличивается модуль высокоэластичности и изменяется прочность резины.

увеличение может оказаться не столь велико из-за высоких локальных температур и вибраций, возникающих при повышенных скоростях скольжения.

1. Мягкие маслобензостойкие и морозостойкие резины на основе бутадиен-нитрильного каучука СКН-18, предназначенные для подвижных и неподвижных уплотнений, эксплуатируемых при ограниченных перепаде давления и скоростях скольжения в воздухе при температуре от -45 до 100 °С, в нефтяных маслах и рабочих жидкостях — при температуре от -60 до 100 °С.

По мере уменьшения шероховатости твердой подложки при данной скорости скольжения отчетливо проявляется эффект повышения жесткости эластомеров. При этом жесткость в условиях постоянства температуры изменяется из-за изменения частоты деформирования выступов поверхности твердой подложки при их встрече в процесс скольжения. На температурных зависимостях коэффициента трения скольжения (при постоянных частоте или скорости скольжения), как и на его зависимостях от скорости скольжения (при постоянной температуре), возникают в основном два максимума, имеющих релаксационную природу. Один из них — (при скоростях скольжения v порядка 10 м/с) обусловлен адгезией, а второй (при v = 40-^60 м/с) имеет гистерезисную природу.

Рис. 13.3. Зависимость силы трения от температуры в области размягчения полимеров при разных скоростях скольжения (vi>v2)

Трение эластомеров относительно различных твердых поверхностей играет как положительную, так и отрицательную роль. Положительную— при фрикционной передаче, фрикционных тормозах, в транспортной и ременной передачах. Отрицательную — при работе подвижных уплотнений, подшипников и т. д. В первом случае трение имеет место либо при практически неподвижном контакте, либо при малых скоростях скольжения v, не приводящих к заметному разогреву и износу. Во втором случае трение стремятся снизить применением смазочных материалов, что позволяет применять резиновые подшипники при больших скоростях. Кроме того, трение играет важную роль в процессах изготовления изделий из резины (прессование, штамповка, шприцевание, вальцевание и каландро-вание резиновых смесей).

иия, где торец образца скользил по плоскости эталонного диска. При проведении экспериментов с граничной смазкой на плоскую поверхность эталонного диска подавался автол. Было установлено, что при отсутствии смазки в области скоростей до 1,5 м/с интенсивность износа капрона была очень малой и сохранялась постоянной, В интервале скоростей скольжения от 1,5 до 5 м/с интенсивность износа возрастала, а дальнейшее увеличение скорости скольжения приводило к значительному износу капрона. Оказалось, что применение смазки при скоростях скольжения до 2 м/с практически не приводило к уменьшению износа, однако при более высоких скоростях скольжения смазка становится более эффективной. Например, при скорости скольжения 12 м/с смазка снижала интенсивность изнашивания в 150 раз. При испытании на износ образцов из капрона, наполненных графитом, было установлено, что наибольшей износостойкостью обладают образцы, содержащие 5% графита. Оказалась возможной широкая замена бронзы капроном в парах трения. При этом капроновые вкладыши и втулки могут использоваться при работе со смазкой, а вкладыши и втулки из капрона с 5%-ным добавлением графита — в узлах трения с обедненной смазкой.

Так как полимерные материалы часто используются в узлах трения и в качестве покрытий, большое практическое значение имеет изучение механизмов их трения и износа. Процессы трения низкомолекулярных 'твердых тел и полимеров при разных температурах имеют и общие черты, и существенные отличия. Наиболее специфично проявляется трение у полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии. Существенная зависимость характера изменения силы трения при разных скоростях скольжения свидетельствует о релаксационном характере этого процесса. Важное значение имеет правильный учет площади фактического контакта при изменении взаимного расположения трущихся поверхностей. Наиболее резкие изменения трение претерпевает в областях кинетических (стеклование, размягчение) и фазовых (кристаллизация, плавление) переходов, что связано с изменением его механизма. Трение полимеров всегда связано с их износом. При этом износ может рассматриваться как процесс, характеризующий усталость поверхностных слоев полимеров (аналогично тому, как длительное разрушение характеризует объемную усталость). Механизмы износа твердых полимеров и эластомеров, как и характер их внешнего проявления, существенно отличаются.

скоростях скольжения (например, в подшипниках и

личных скоростях скольжения,

Твердопленочная смазка хорошо выдерживает вакуум и высокую радиацию. Многие из композиций очень устойчивы к высоким температурам. Пленки из графита и сернистого молибдена со смолами, широко применяемые в самолетостроении, пригодны до 260°. Двусернистый молибден в среде воздуха можно использовать до 370°, в присутствии азота и других инертных газов, предположительно, в пределах 540°. Имеются твердопленочные композиции, работоспособные от минут 130 до 1100°. Меньшей устойчивостью к нагреву обладают пластические материалы. Так, предельная температура для терилена примерно 230°. Используемый в последнее время полиимид способен выдерживать продолжительное время 260° и периодически до 500°. Однако пленки из известных пластиков могут применяться только при небольших нагрузках и не очень высоких скоростях скольжения.

Все Юконы за исключением масел с очень низкой вязкостью инертно относятся к большинству эластомерных продуктов и их компонентам. Поэтому они совместимы с каучуками, что допускает использование их в шинной промышленности. Жидкостями 50-НВ смазывают формы для предохранения от прилипания кау-чуков. Полигликолевые масла, растворимые в воде, являются ценными для смазывания текстильных машин, так как легко смываются с тканей. Масла из полигликолей обладают прекрасными смазывающими свойствами и дают хорошие результаты при смазке зубчатых передач, муфт сцепления и др. механизмов, работающих при больших нагрузках и скоростях скольжения, в условиях граничного и смешанного трения.

В присутствии наполнителя при малых скоростях скольжения коэффициент трения несколько выше, а при больших скоростях — ниже, чем коэффициент трения чистого фторопласта-4 по стали.

Способные инициировать Синтетических пиретроидов Способных полимеризоваться Способностью образовывать Способностью вследствие Способность аминогруппы Способность галогенов Способность мономеров Способность отдельных