Статья по теме: Механизма разрушения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Помутнение поверхности экструдата, как было показано Когс-веллом, Лэмбом [42] и Виноградовым [43], обусловлено действием механизма разрушения расплава на выходе из капилляра и отличает поведение ПЭНП от поведения ПС и ПП. Для указанных полимеров характерны две особенности. Первая — отсутствие разрыва на кривой течения..-С = / (\С) при появлении разрушения поверхности экструдата. Вторая — уменьшение дефектности экструдата при увеличении L/DQ (чего и следовало ожидать, так как местом зарождения дефектов является область входа).[2, С.477]

Несколько иная двухфазная система с сильными связями на границах фаз получена на основе трехблочных сополимеров типа бутадиен-стирольного сополимера. Как показано в гл. 2, молекула такого сополимера состоит из твердых концевых блоков (стирол), соединенных центральными эластомерными блоками (бутадиен). Блоки стирола накапливаются и образуют небольшие домены, которые выполняют роль сшивок, вызывая резине/подобную эластичность блочного сополимера при температурах окружающей среды и обусловливают пластическую деформацию при высоких температурах. Для выяснения механизма разрушения таких систем было бы полезно определить, в какой из фаз чаще всего происходит разрыв молекулярной цепи. Прямые пути решения данной задачи заключались бы в разрушении материала и анализе сверхтонкой структуры образующихся в результате спектров ЭПР. Однако в интервале температур от температуры жидкого азота до комнатной температуры деформирование растяжением не вызывает накопления свободных радикалов в количестве, достаточном для их обнаружения. Вследствие этого Деври, Ройланс и Уильяме [36] использовали менее убедительный, но более доступный метод сравнения спектра бутадиен-стирольных блочных сополимеров (SBS) с отдельными спектрами стирола и бутадиена. Эти исследования были выполнены при температуре жидкого азота путем измельчения материала с целью увеличения поверхности разрушения. При низкой температуре радикалы становились более стабильными и, по-видимому, «замораживались» на стадии первичных радикалов. Сравнение спектров трех материалов показало, что спектр SBS содержал все линии радикала бутадиена, но не содержал линий радикала стирола. Поэтому радикал системы SBS был отнесен к фазе бутадиена. К сожалению, в данных исследованиях не удалось выяснить, был ли радикал, полученный при измельчении в условиях низких температур, тем же самым, что и образовавшийся в нормальных условиях при комнатной температуре, и являлся ли обнаруженный радикал первичным или вторичным.[1, С.219]

При изучении механизма разрушения эластомеров важно всегда помнить, что разрушение их происходит в ориентированном состоянии, когда удлинение при разрыве достигает сотен процентов. К. моменту разрыва это уже не тот полимер, который мы взяли в исходном состоянии, поскольку надмолекулярная структура его изменилась в процессе деформации.[4, С.199]

В процессе роста трещины на первой стадии от начальной длины /о напряжение в ее вершине (11.17) возрастает и при некоторой длине /к достигает значения ак*, что соответствует переходу от медленной стадии (термофлуктуационного механизма разрушения) к быстрой (атермическому механизму разрушения), на которой скорость роста трещины ик практически постоянна. Следовательно, долговечность можно представить в виде[3, С.301]

Прочность и долговечность являются важнейшими свойствами полимерных материалов. Прочность реальных материалов не является материальной константой, так как зависит от многих факто-.ров — времени или скорости действия нагрузки, температуры, вида напряженного состояния и др. Можно назвать две основные причины этого. Первая — существование во всех реальных материалах структурных дефектов и прежде всего микротрещин. Вторая — термофлуктуационный механизм разрыва химических связей. Соответственно этому возникли два подхода к прочности твердых тел: механический, и кинетический. Механический подход имеет свои достоинства и недостатки. Так, механика разрушения является основой инженерных методов расчета прочности деталей и конструкций, находящихся в сложнонапряженном состоянии. Математическая теория трещин, позволяющая рассчитывать пер'енапряжения вблизи микротрещины, является большим достижением механики разрушения. В то же время механический подход оставляет в стороне физические атомно-молекулярные механизмы разрушения и физическую кинетику разрушения в целом. Кинетический подход исходит из термофлуктуационного механизма разрушения, общего для всех твердых тел, в том числе и для полимеров. Суть этого механизма заключается в том, что химические связи в полимере разрываются в результате локальных тепловых флуктуации, а приложенное напряжение увеличивает вероятность разрыва связей.[3, С.331]

Единого механизма разрушения для различных твердых тел не существует. При разрушении кристаллических тел большую роль играют дислокации и пластические деформации, для хрупких аморфных тел—различного рода дефекты и микротрещины.[8, С.42]

Критика механизма разрушения Куна, исключающего развитие трещин, высказывалась различными исследователями неднократ-но. Сама гипотеза Куна до сих пор на опыте никем не была подтверждена. Это, конечно, не значит, что в напряженном полимере вовсе не происходят разрывы отдельных цепей во всем объеме образца. Процесс термической деструкции цепей полимера часто наблюдается в напряженных полимерах, но он не является главным. Поскольку среднее напряжение в образце всегда значительно ниже концентраций напряжений вблизи микротрещин и других дефектов структуры, там и наблюдается основной процесс разрыва цепей полимера, который также является процессом термомеханической деструкции, но локализован в местах перенапряжений23. На термомеханическую деструкцию в массе полимера можно вводить поправку, учитывая, что скорость роста трещин в полимере зависит от числа рвущихся химических связей, приходящихся на единицу длины трещины, а число неразорванных цепей в результате термомеханической деструкции уменьшается. Однако коэффициент концентрации напряжения р в вершине трещины для твердых полимеров примерно равен 10, и поэтому можно считать, что вероятность разрыва цепей в массе материала незначительна. Поэтому термомеханическая деструкция цепей, происходящая в массе полимера, приводит лишь к незначительному увеличению скорости роста трещин и мало влияет на долговечность полимеров.[8, С.101]

При переходе от одного механизма разрушения к. другому происходит смещение полюса. Г. М. Бартенев, основываясь на работе Н. И. Песчанской и В. А. Степанова [622, с. 30], объясняет наличие двух полюсов у полиметилметакрилата переходом от хрупкого к нехрупкому разрушению.[10, С.146]

Степенная зависимость тд от а вместо экспоненциальной для твердых полимеров свидетельствует о специфике механизма разрушения полимеров в высокоэластическом состоянии. В табл. 11.2 этот механизм (механизм V) назван вязкоупругим.[3, С.338]

Таким образом, с увеличением полярности каучука и частоты пространственной сетки наблюдается тенденция к переходу от механизма разрушения, специфичного для каучукоподобных полимеров, к механизму разрушения, общему для всех твердых тел. При этом образуется зеркальная поверхность разрыва (рис. 70), так как первичная трещина успевает прорасти через все сечение прежде, чем образуются вторичные.[8, С.114]

Наибольшее внимание в монографии уделяется физическим и физико-химическим аспектам проблемы прочности высокоэластических материалов, так как этот подход дает наибольшие возможности для выяснения механизма разрушения, а следовательно, дает основу для выбора путей упрочнения материалов и создания обоснованных методов их испытания. Особо выделяется кинетический характер процесса разрушения под действием напряжений и теплового движения (флуктуационный механизм разрушения), а также взаимосвязь долговечности при статических и динамических режимах деформации. Следует подчеркнуть, что приводимый по этим вопросам фактический материал по резинам[8, С.7]

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