Необратимые деформации в полимерах связаны с увеличением подвижности сегментов и молекул к уменьшением энергии межмолекулярного взаимодействия, что делает возможным перемещение макромолекул друг относительно друга. Поэтому вполне понятно, что температура течения с увеличением молекулярной массы полимеров (см. рис. 30) возрастает.[19, С.80]
В вязкотекучем состоянии под действием внешних сил в полимерных телах развиваются необратимые деформации. Вместе с тем вязкому течению полимеров всегда сопутствуют и обратимые (высокоэластические) деформации, развитие которых обусловлено отклонением в процессе течения конформаций макромолекулярных цепей от равновесных. Например, изменение деформации образца полимера в вязкотекучем состоянии под действием постоянного напряжения имеет сначала нестационарный характер, а затем скорость деформации перестает зависеть от времени (рис. V. 16). Установление стационарности указывает на завершение релаксационных процессов развития высокоэластической деформации. Дальнейшее возрастание деформации обусловлено только вязким течением.[3, С.153]
При достаточно высоких температурах, превышающих некоторое условное значение, называемое часто температурой текучести Tf, интенсивность сегментального движения в аморфных полимерах настолько высока, что не связанные в сетку макромолекулы способны под действием внешних механических нагрузок к значительным перемещениям друг относительно друга. Физическое со--етояние полимера, соответствующее таким температурам, называют вязкотекучим, поскольку для него характерны большие необратимые деформации (течение).[1, С.39]
Создание однородного поля напряжений в условиях сдвига на практике реализуется относительно легко, а в случае растяжения требует множества ухищрений, поэтому большинство исследователей работают в условиях сдвигового поля. Оно создается либо с помощью ротационных систем (например, вращения цилиндра в цилиндре или конуса относительно плоскости) или длинных капиллярных трубок. Ротационные приборы подробно описаны в работе [51]. В предыдущем параграфе настоящей главы рассматривались вязкостные характеристики полимерных систем и лишь вскользь упоминались вязкоупругие свойства. Однако практически любая полимерная система способна при определенных условиях воздействия проявлять высокоэластическое деформационное состояние, в котором у нее наблюдаются большие обратимые деформации. Необратимые деформации у полимерных тел могут возникать уже при температурах, близких к температуре стеклования, но там они не играют основной роли.[2, С.175]
Понять причину механических потерь можно, обратившись к рис. II. 2. При болыцих частотах воздействия деформация (связанная с молекулярными перестройками) не успевает произойти и расходуется лишь упругая энергия (вещественная часть модуля велика). При очень малых частотах воздействия (говоря о больших и малых частотах все время надо помнить о принципе ТВЭ) происходят лишь «жидкоподобные» — высокоэластические или" вязкие (необратимые)— деформации, причем фазы деформаций и напряжений совпадают, и расход энергии снова невелик, как невелика и вещественная часть модуля. Резонансные эффекты разыгрываются в переходной области: значительная часть энергии расходуется на молекулярные перестройки, а фазы напряжений и деформаций не совпадают. Тангенс угла механических потерь, численно равный отношению мнимой и вещественной компонент динамического модуля, характеризует диссипацию энергии в переходной области [38, с. 53].[2, С.97]
Температура, при которой необратимые деформации (деформации вязкого течения) начинают преобладать над эластической (обратимой) деформацией, называется температурой текучести 7V Она[4, С.168]
При задании режима деформирования F0 = const необратимые деформации неограниченно увеличиваются во времени. Упругие (высокоэластические) деформации также увеличиваются, но приближаясь к асимптотическому значению ие (°о), величина которого при t -*• оо согласно формуле (3.9) составляет[17, С.242]
Таким образом, для вязкотекучего состояния характерны значительные необратимые деформации, которые резко возрастают при повышении температуры, т. е. Йе/^7^0.[6, С.253]
Пластичность — свойство твердых тел развивать необратимые (истинно остаточные) деформации. Необратимые деформации жидких тел (вязкое течение) развиваются при любом напряжении. Для твердых тел их осуществление требует достижения нек-рого наименьшего напряжения, называемого пределом текучее т н. Практически за предел текучести принимают значение напряжения, при к-ром на кривой зависимости напряжения от деформации наблюдается точка максимума или выход на постоянное напряжение. Часто пределом текучести наз. предел вынужденной высокоэластичности.[20, С.116]
Твердость характеризовали с помощью двух шкал: по Роквеллу R и по Шору D. По Роквеллу измеряют необратимые деформации после вдавливания шарика диаметром 12,7 мм в образец, отлитый из расплава, и снятия нагрузки. При испытаниях по Шору за материал с твердостью, равной 100, принимают такой, в котором отсутствует след при нагрузке в 4,5 кгс, приложенной через сферический наконечник радиусом 0,18 мм. Это — экспресс-испытание, продолжающееся всего 2 с. Его проводят при 23 °С.[15, С.168]
Если в какой-то момент времени снять нагрузку, действующую на образец, то поскольку в сшитом образце необратимые деформации вязкого течения отсутствуют, он полностью восстанавливает свою исходную форму: произойдет его быстрое сокращение вследствие скручивания макромолекул в результате теплового движения (рис. 37). Образец линейного (несшитого) полимера не возвращается в исходное состояние, так как необратимое перемещение макромолекул после снятия нагрузки не исчезает (так же как жидкость не восстанавливает свою форму при переливании ее из одного сосуда в другой). Однако и в линейном, и в сшитом полимере эти процессы релаксации протекают во времени. Перечисленные выше факторы, способствующие ускорению протекания релаксационных процессов, приводят к более быстрому восстановлению исходного состояния полимера.[19, С.92]
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.