|
|
|
Главная --> Справочник терминов Зависимость долговечности Рис. V.4, Зависимость динамического модуля сдвига G' от круговой частоты: Рис. 117, Зависимость динамического модуля сдвига от круговой частоты: Рис. 5.3. Зависимость динамического Рис. 4.9. Зависимость динамического модуля упругости при растяжении композиций ПВХ — дибутиловый эфир полиэтиленгликольадипината (ПЭА) (1, Г) и ПВХ —ДОФ (2, 2'), измеренного при Тс (!', 2') яТ=Тс—50°С (I, 2). Рис. 5.3. Зависимость динамического Частичную совместимость полимеров можно иллюстрировать на примере смеси бутадиен-стирольного каучука и полистирола58. На рис. 6 приведена зависимость динамического модуля упругости от температуры. Наблюдается едвиг точек перегиба исходных компонентов, который можно объяснить частичной совместимостью •"за счет растворения молекул полистирола" внутри фазы каучука, ^ -а молекул каучука — внутри фазы полистирола. Рис, II 9. Зависимость динамического коэффициента трения ПТФЭ ненапол-ненного (/) и наполненного 25% стекловолокна (2) от нагрузки при скорости трения 0,6 (/) и 3,0 м/мин (2). Частичную совместимость полимеров можно иллюстрировать на примере смеси бутадиен-стирольного каучука и полистирола58. На рис. 6 приведена зависимость динамического модуля упругости от температуры. Наблюдается едвиг точек перегиба исходных компонентов, который можно объяснить частичной совместимостью -"за счет растворения молекул полистирола" внутри фазы каучука, -а молекул каучука — внутри фазы полистирола. Рис. 3.6. Зависимость динамического модуля Е от температуры Т для бутадиен-2-метил-5-винилпиридановых сополимеров (1—3) и их четвертичных солей с метилиодидом (4—6). Содержание пиридиновых групп в сополимерах [% (мол.)]: В предельном случае малых частот (при со — >-0) 1/со = = l/c?o + l/Ci, отсюда Со = С1/(1+с!/Сш). В другом предельном случае высоких частот (при со — >-оо) с = сао. В заключение заметим, что очень часто 'предпринимаются попытки использовать простые модели Максвелла или Кельвина — Фойхта для описания динамических вязкоупругих свойств полимерных материалов. Из изложенного выше следует, что такой подход является принципиально неверным, так как формулы (7.45) и (7.49) даже качественно не могут описать динамические вязкоупругие свойства полимеров. Для качественной оценки вязкоулругого поведения полимеров в некоторых случаях можно использовать модель линейного стандартного вязкоулругого тела или 'модель, приведенную на рис. 57. Две 'последние модели можно применять лишь для описания одного релаксационного процесса, в котором распределение времен релаксации может быть в первом (весьма грубом) приближении заменено одним усредненным, «эффективным» временем релаксации. Выражения (7.50) — (7.59) качественно правильно описывают динамические вязкоупругие и акустические свойства полимеров: они указывают на дисперсию (частотную зависимость) динамического ;модуля упругости (или дисперсию скорости звука); 'Приводят к конечным значениям динамического модуля как в случае низких частот (со — >-0), так и в случае высоких (со — н°°); указывают, что для каждого релаксационного процесса должен существовать максимум на частотной зависимости tg6. Зависимость динамического модуля упругости, скорости звука и коэффициента поглощения от частоты определяется выражениями, приведенными выше. Рассмотрим один из наиболее простых случаев — частотную зависимость величин G', G", tg6 и с для вязкоупругой среды, которая может быть описана моделью линейного стандартного вязкоулрутого тела. На рис. 58 представлены частотные зависимости указанных выше параметров, рассчитанные по формулам (7.52) —(7.56). 46. Журков С. Н., Томашевский Э. Е. Зависимость долговечности от напря- В результате этих исследований была установлена зависимость долговечности полимеров т от внешнего напряжения и температуры при одноосном растяжении вида Для одноосного растяжения в направлении ориентации идеального ориентированного полимера Сяо получил зависимость долговечности от приложенного напряжения (рис. VI. 21). В области не слишком малых и не слишком больших напряжений зависимость, изображенная на рис. VI. 21, вполне может быть представлена экспоненциальной формулой (VI. 16). При малых напряжениях прямые загибаются вверх, что соответствует наличию безопасного напряжения, ранее предсказанного теорией Бартенева. Рис. 11.9. Зависимость долговечности полоски из технического полиметилмета-крилата от приложенного растягивающего напряжения а, рассчитанная по формулам (Ы.10), (11.17) и (11.21)—линия / и по приближенным формулам (П.29), (11.30), (11.31) — линия 2 [61] (при О К) н прямая АВР (при 20° С) Выражая скорость роста трещины на первой стадии в виде (11.10) с учетом (11.17) и выполняя интегрирование, можно получить зависимость долговечности тд от напряжения о по уравнению (11.21). Зависимость IgTa(a), рассчитанная для технического поли-метилметакрилата при 20° С (293 К) приведена на рис. 11.9. При 1.дТ„,с РИС- 11.10. Зависимость долговечности Оказывается, что и температурная зависимость долговечности в координатах lg тд; Т~1 представляет собой ломаную прямую с переломом при 90° С. Существование двух линейных участков, как и в случае вязкости, соответствует разным значениям энергии активации при низких и высоких температурах. Как видно, энергия активации процесса разрушения не зависит от того, сшит или не сшит эластомер, и совпадает с энергией активации вязкого течения. Из зависимостей lg тд ; lg а для температур ниже и выше Тл определен коэффициент Ъ в уравнении (12.3), а следовательно, и показатель /и=1+й. Эти данные отражены на рис. 12.14. Рис. 13.9. Зависимость долговечности TI от напряжениия Изложенные выше основы кинетической теории прочности относятся к полимерам, которые мало деформируются перед разрушением. Это полимеры, надмолекулярная структура которых в момент разрушения сохраняется такой же, как в исходном образце, а не меняется кардинально в результате ориентации, как в эластомерах. Изменение надмолекулярной структуры в эластомерах, сильно деформирующихся к моменту разрушения, приводит к тому, что зависимость долговечности от напряжения в них подчиняется закономерностям, отличающимся от тех, что описываются уравнением Журкова. Рис. 13.11. Зависимость долговечности от напряжения для эластичных полимеров где В и b — константы, зависящие от природы полимера. Константа В отражает также температурную зависимость долговечности:  Значениях молекулярной Значениях параметров Значениями коэффициента Значениями полученными Значением температуры Значительные изменения Значительные преимущества Значительных изменений Значительными преимуществами |
- |
Навигация