На главную

Статья по теме: Деформации материала

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

В процессе деформации материала связи каучук — сажа, образовавшиеся при смешении в хаотическом порядке, разрываются и вновь восстанавливаются в новых положениях, закрепляя на поверхности сажи молекулы каучука, частично ориентированные в направлении деформации. В результате происходят местная релаксация и выравнивание локальных перенапряжений. Чем выше проч-ностьх.связи наполнителя с каучуком, тем большее усиливающее действие он оказывает, так как при последующей деформации и сопутствующей ей ориентации молекул должно произойти большее увеличение напряжения, необходимого для разрыва. Таким образом, выравнивание напряжений в ходе деформации является одной[13, С.265]

Прирост разрушающего напряжения по сравнению со значением, полученным при квазиравновесной деформации, обусловлен противодействием межмолекулярных связей. Эти связи рвутся вследствие флуктуации тепловой энергии тем чаще, чем выше температура и меньше энергия или число межмолекулярных связей [8, с. 145; 140, с. 953; 292, с. 53]. Чем больше скорость деформации материала в месте роста области разрыва, тем меньшее число межмолекулярных связей будет разорвано тепловым движением и тем больше будет противодействие материала разрыву. Целесообразно установить зависимость между приростом разрушающего напряжения при конечной скорости деформации по сравнению со значением, полученным при квазиравновесном способе деформации (ам = ар — стх), и скоростью деформации материала в месте роста области разрыва. Естественно, что чем больше скорость деформации материала в месте роста области разрыва, тем больше скорость распространения разрыва. Интересно было также проследить за изменением значения стм с изменением скорости распространения разрыва при сохранении структуры полимера неизменной.[11, С.182]

ПА-6 в спектр кислотных радикалов Бекман и Деври установили, что 50 % всех «повреждений» происходят в слое толщиной менее 0,6 мкм от поверхности. Оставшиеся 50 % цепных радикалов получены на глубине до 3 мкм от поверхности. С учетом морфологии деградирующих полимеров, механики процесса измельчения и подвижности первичных свободных радикалов можно представить пространственное распределение вторичных радикалов. В данном случае с точки зрения прочности кристалла, по-видимому, маловероятно вытягивание и разрыв отдельных цепей ПА. Как уже рассматривалось в гл. 5, цепь ПА-6, уложенная в кристаллите более чем на 1,7 нм своей длины, будет скорее разрываться, чем вытягиваться из кристаллита. Вытягивание из поверхности разрушения целых микрофибрилл будет происходить с весьма большой вероятностью и сопровождаться разрушением межфибриллярных проходных цепей с образованием повреждений в поверхностном слое на глубине до 1 мкм. Это особенно важно для сильной пластической деформации материала перед растущей поверхностью разрушения. Перемещение свободных радикалов, конечно, вносит свой вклад в углубление слоя со следами повреждения. Тем не менее глубины поврежденного слоя, полученные в подобных экспериментах, действительно совпадают с нижними пределами размеров частиц, получаемых при механическом повреждении материала. Это свидетельствует о том, что повреждения могут вызываться механически вплоть до указанных -выше глубин.[2, С.209]

Ползучесть полимеров (крип) - процесс нарастания деформации материала во времени в режиме постоянного его нагружения.[1, С.402]

Итак, в технологии производства полимеров используют два вида смешения: недиспергирующее и диспергирующее смешение, называемые также экстенсивным и интенсивным смешением. Для первого вида смешения основным способом перемещения компонентов является конвекция. Тип смешения может быть либо распределительным, либо ламинарным. Распределительное смешение осуществляется вследствие упорядоченного или случайного перераспределения компонентов смеси, а ламинарное смешение — путем деформации материала в процессе ламинарного течения при растяжении, сжатии или сдвиге.[3, С.184]

Среди работ, посвященных приложению теории субмолекул к описанию свойств полимеров в блоке, особого внимания заслуживает работа Муни [100], в которой рассматривается процесс релаксации напряжения после деформирования материала с достаточно большой скоростью. Автор [100] предполагает, что при такой деформации происходит афинное изменение линейных размеров всех участков полимерной цепи. Такое предположение основывается на очевид- • ном соображении, что звенья различных цепей, находившиеся рядом в недеформированном состоянии, должны сохранить свое соседство и после мгновенной деформации материала. Несмотря на то, что выражение для времен релаксации, найденное Муни, совпадает с выражениями, полученными в ранее опубликованных работах [84, 85, 88], его подходу следует отдать предпочтение, поскольку рассматривавшееся в этих работах растяжение цепей за концы не может иметь места в реальных системах, так как оно эквивалентно допущению о проскальзывании звеньев соседних цепей при мгновенной деформации.[12, С.22]

Гидрофобные добавки. Набухание ДСП происходит в основном в направлении, перпендикулярном к их поверхности, за счет ориентации стружек в процессе прессования. Для снижения смачиваемости и водопоглощения вводят гидрофобные добавки (рис. 9.5). В качестве гидрофобной добавки [31] применяют исключительно углеводороды парафинового ряда с температурой плавления 50— 60 °С в виде водных дисперсий, содержащих 30—65% твердых веществ. Введение парафиновых углеводородов весьма эффективно для снижения водопоглощения (проблема смачивания), но далеко не эффективно против увлажнения. Поэтому в этом случае водопоглощение и процессы деформации материала тормозятся лишь временно.[5, С.127]

Рассмотрим предположительный механизм разрыва эластомера с развитой пространственной структурой. Выше было показано, что в рассматриваемом случае необходимо одновременно преодоление связей обоих типов. Напряжение я в месте роста области разрыва так же, как и номинальное напряжение, складывается из противодействующих разрыву сил главных валентностей (Тх и межмолекулярных сил а'а. Величина а'м зависит от температуры опыта, скорости деформации, степени набухания образца. Рассматривая разрушение и восстановление межмолекулярных связей в результате теплового движения, мы пришли к выводу, что о'м аналогично противодействию вязкому течению должно быть обратно пропорционально вероятности разрыва связей флуктуациями тепловой энергии и прямо пропорционально скорости деформации материала в месте распространения разрыва связей под действием напряжения или, что то же, скорости распространения надрыва v'. To же самое относится и к химическим связям, которые значительно реже по сравнению с межмолекулярными связями разрушаются под действием теплового движения кинетических единиц.[11, С.183]

Исследование условий, при которых работа деформации до разрушения приобретает минимальное значение, имеет большую практическую важность, так как помогает выбрать наиболее рациональные способы измельчения полимеров и проводить механические превращения с наименьшими затратами энергии. Эти условия соответствуют, по-видимому, условиям существенного уменьшения степени дополнительной деформации в месте роста надрыва (а следовательно, дополнительной ориентации и упрочнения) [299, с. 91]. Действительно, из полученных данных следует, что при исследованных скоростях деформации переход от высокоэластического разрыва к хрупкому для вулканизатов бутадиен-нитрильного каучука сопровождается уменьшением долговечности и относительного удлинения при температурах около—253 К-Видно также, что разрушающее напряжение и работа деформации не являются однозначными характеристиками материала. Максимальные значения ар или А соответствуют определенным условиям деформации материала (температуре и скорости деформации).[11, С.152]

Уменьшение наклона кривой о = f(e) по мере увеличения степени растяжения связано с началом развития в образце вынужденно-эластической деформации. С возрастанием напряжения скорость вынужденно-эластической деформации быстро увеличивается. В точке максимума на кривой а = /(е) скорость вынужденно-эластической деформации становится равной скорости растяжения, задаваемой прибором. Напряжение, при котором это наблюдается, называют пределом вынужденной эластичности (ав). По достижении ав происходит резкое сужение образца — образование так называемой «шейки». При переходе в шейку полимер ориентируется и его свойства по сравнению со свойствами исходного материала существенно изменяются. Ориентированный материал обладает в стеклообразном состоянии более высокими значениями модуля упругости и предела вынужденной эластичности в направлении ориентации, чем изотропный материал. Когда при образовании «шейки» достигается степень вытяжки, обеспечивающая заметное возрастание ав, развитие вынужденно-эластической деформации в шейке резко замедляется. Процесс деформации продолжается у границ шейки, где сечение образца уменьшено, т. е. там, где напряжение повышено, а упрочнение еще мало. На пологом участке кривой растяжения (участок //) напряжение при удлинении остается практически постоянным. Поперечное сечение шейки изменяется мало, и удлинение образца происходит, главным образом, за счет вынужденной эластической деформации материала у границ шейки. Длина шейки при этом увеличивается. Растяжение с образованием шейки и дальнейшим ее распространением является особенностью твердых полимеров.[4, С.157]

Приложение нагрузки сопровождается развитием деформации материала. Величина деформации, достигаемой к моменту разрушения, называется максимальной относительной деформацией (удлинением) и обозначается через е.[10, С.35]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геллер Б.Э. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, 1996, 432 с.
2. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
3. Тадмор З.N. Теоретические основы переработки полимеров, 1984, 632 с.
4. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
5. Кноп А.N. Фенольные смолы и материалы на их основе, 1983, 280 с.
6. Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров, 2002, 605 с.
7. Бекин Н.Г. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности, 1985, 505 с.
8. Вострокнутов Е.Г. Переработка каучуков и резиновых смесей, 1980, 281 с.
9. Серков А.Т. Вискозные волокна, 1980, 295 с.
10. Воробьёва Г.Я. Химическая стойкость полимерных материалов, 1981, 296 с.
11. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
12. Кармин Б.К. Химия и технология высокомолекулярных соединений Том 6, 1975, 172 с.
13. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
14. Ребиндер П.А. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, 1967, 624 с.
15. Торнер Р.В. Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта, 1972, 455 с.
16. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
17. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров, 1977, 464 с.
18. Шеин В.С. Основные процессы резинового производства, 1988, 160 с.
19. Виноградов Г.В. Реология полимеров, 1977, 440 с.
20. Монаков Ю.Б. Панорама современной химии России Синтез и модификация полимеров, 2003, 356 с.
21. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
22. Колтунов М.А. Прочностные расчет изделий из полимерных материалов, 1983, 240 с.
23. Роговин З.А. Физическая химия полимеров за рубежом, 1970, 344 с.
24. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
25. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
26. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
27. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
28. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.
29. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
30. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6, 1961, 854 с.

На главную