Длительная нагрузка при комнатной температуре вызывает у полиизобутилена необратимую деформацию («холодная текучесть»); для устранения этого нежелательного явления полиизобутилен смешивают с природными и синтетическими полимерами. Широко применяются смеси полиизобутилена е полиэтиленом,[7, С.286]
Деформационная способность полимерных материалов, обусловленная полностью обратимым изменением валентных углов и межатомных расстояний в полимерном субстрате под действием внешних сил, характерна для проявления упругих свойств. Температура, ниже которой полимерное тело может деформироваться под действием внешних сил как упругое, называется температурой хрупкости Гхр. Действие внешних силовых полей может быть представлено (рис. 3.3, а) как всестороннее сжатие, сдвиг и растяжение. Вместе с тем всякая конечная деформация полимерного материала проявляется, с одной стороны, как деформация объемного сжатия (или расширения), характеризующая изменение объема тела при сохранении его формы (дилатансия), а с другой, - как деформация сдвига, характеризующая изменение формы тела при изменении его объема (см. рис. 3.3, б). В связи с этим реологическое уравнение состояния должно описывать как эффекты, связанные с изменением объема деформируемого тела, так и влияние напряжений на изменение его формы. В общем случае деформация проявляется в двух видах: как обратимая и как необратимая. Энергия, затрачиваемая на необратимую деформацию, не регенерируется.[1, С.127]
Можно утверждать, что для смешения системы жидкость—жидкость по механизму ламинарной конвекции необходимо создать в системе необратимую деформацию [3]. В понятие «деформация» в случае ламинарного конвективного смешения не входят упругая или высокоэласти-[2, С.183]
Выше мы отмечали, что во всех полимерных расплавах существует пространственная структура, образованная вторичными (ван-дер-ваальсовыми) связями. Еще раз оговоримся, что, несмотря на наличие этих связей, расплав полимера является истинной жидкостью в том смысле, что даже самые малые напряжения сдвига вызывают необратимую деформацию — течение. Однако при этом вязкость расплава очень велика. Существование пространственной структуры, образованной физическими связями, не препятствует этому течению, поскольку процесс разрушения связей под воздействием теплового движения молекул протекает достаточно быстро. Поэтому при малой скорости деформации расплавы не обнаруживают никаких эластических свойств, ибо скорость релаксации высокоэластических деформаций выше скорости их накопления. Входовые эффекты, соответствующие малым скоростям деформации, оказываются настолько малы,[11, С.86]
Если деформирующую силу не снимать, то через определенное время начнется распад узлов сетки и перемещение «связанных» сегментов. Перемещение значительного количества свободных и связанных сегментов приведет в конечном счете к перемещению макромолекул относительно друг друга. Так же, как и в низкомолекулярной жидкости, перемещение молекул относительно друг друга обеспечивает необратимую деформацию — течение. Таким образом при длительном действии силы в полимере накапливается необратимая или, как ее часто называют, вязкая деформация.[3, С.99]
Силы поверхностного натяжения и реологические силы были уже частично рассмотрены в разделе 7.1. Необходимо отметить, что иногда при составлении баланса сил, действующих на формующуюся нить, силами поверхностного натяжения пренебрегают из-за их небольшой абсолютной величины. Однако такой подход вряд ли оправдан, если учесть, что формующаяся нить не является единым сплошным твердым телом, а состоит из жидкой и твердой частей, и что эти силы сосредоточены на малой поверхности, и вызываемые ими напряжения могут достигать такой величины, которая вызовет необратимую деформацию и обрыв жидкой части нити. Необходимо также иметь ввиду, что силы поверхностного натяжения а возрастают с уменьшением радиуса нити R в соответствии с известным выражением:[6, С.240]
Итак, большая длина цепных макромолекул приводит к появлению у них гибкости. Гибкость ограничена взаимен ;йствием атомов и атомных групп, связанных с основной цепью, ho взаимодействие ограничивает свободу вращения вокруг углерод-углеродных связей в макромолекуле. Чем больше взаимодействие, тем выше барьер вращения и тем меньше гибкость макромолекулы. Гибкость макромолекул проявляется в характерной для полимеров зависимости свойств от температуры и обусловливает существование трех физических состояний полимера и особенности его кристаллической структуры. Наличие двух основных элементов структуры — макромолекул и их сегментов — обусловливает особенности надмолекулярной структуры и, в частности, существование флуктуа-ционной сетки. Все это вместе делает для полимера наиболее типичной не чисто упругую или чисто вязкую (необратимую) деформацию, а деформацию вязкоупругую.[3, С.105]
Многие полимеры проявляют упругую деформацию в течение коротких промежутков времени и необратимую деформацию при продолжительном приложении силы.[5, С.130]
Для полимеров особенно необходимо строгое разделение в эксперименте полной деформации на необратимую деформацию течения и обратимую (высокоэластическую) деформацию, определяющую упругие свойства текучего полимера. Значение Т[ определяется скоростью только необратимой деформации. Большинство работ по измерению ц полимерных систем выполнено в условиях сдвиговой деформации. Однако для полимеров важное значение имеет также метод измерения В. при растяжении т)р. Этот метод моделирует условия переработки полимеров в волокна и пленки и в нек-рых случаях (особенно при очень высоких значениях В. вблизи темп-ры стеклования) измерение с его помощью выполняется проще, чем при сдвиговых деформациях. В простейшем случае — в области, где механич. свойства несжимаемой жидкости описываются линейными ф-цпямп, т)р=3т) (закон Трутона), но при повышенных скоростях деформации наблюдаются отклонения от этого простейшего соотношения, связанные с возрастанием т)р и убыванием ц при высоких напряжениях.[15, С.287]
Для полимеров особенно необходимо строгое разделение в эксперименте полной деформации на необратимую деформацию течения и обратимую (высоколласти-ческую1) деформацию, определяющую упругие свойства текучего полимера. Значение т] определяется скоростью только необратимой деформации. Большинство работ по измерению г| полимерных систем выполнено в условиях сдвиговой деформации. Однако для полимеров важное значение имеет также метод измерения В. при растяжении Г|р. Этот метод моделирует условия переработки полимеров в волокна и пленки и в нек-рых случаях (особенно при очень высоких значениях В. вблизи темп-ры стеклования) измерение с его помощью выполняется проще, чем при сдвиговых деформациях. В простейшем случае — в области, где механич. свойства несжимаемой жидкости описываются линейными ф-циями, т|р = 3т) (закон Трутона), но при повышенных скоростях деформации наблюдаются отклонения от этого простейшего соотношения, связанные с возрастанием т|р и убыванием п, при высоких напряжениях.[17, С.284]
В реальных полимерах, как уже говорилось, общая деформация сочетает в себе истинно упругую деформацию Гука (модель — упругая пружина), необратимую деформацию смещения макромолекул (модель — поршень в вязкой среде) и упругую, развивающуюся во времени (высокоэластическую) вследствие раскручивания макромолекул (модель — параллельное жесткое соединение пружины и поршня). Таким образом, более точное описание свойств реального полимера может быть получено сочетанием всех этих трех элементов.[13, С.97]
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.