Статья по теме: Неравновесном состоянии

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

По определению тензор я называют полным тензором напряжений, а т — просто тензором напряжений. Ясно, что пи ** tit (I Ф j), a nit та Р -|- ти, и изотропное «давление» Р входит в качестве составляющей в полные нормальные напряжения. Когда течения нет, в состоянии равновесия, Р представляет собой термодинамическое давление, которое для чистой жидкости зависит от плотности и температуры: Р = Р (р, Т). При таком определении Р возникают две трудности. Первая состоит в том, что при течении жидкость находится в неравновесном состоянии, и неясно, является ли давление, измеряемое при этом, тем же давлением, что термодинамическое. Вторая трудность связана с допущением о несжимаемости жидкости (это допущение часто применяется при решении задач, связанных с переработкой полимеров). В этом случае значение Р определено только с точностью до произвольной постоянной. Это, однако, не вносит затруднений в решение задач, поскольку необходимо знать не само давление, а только его градиент,[2, С.101]

Со стеклованием связывается прекращение сегментальной подвижности молекул. Температура стеклования характеризует теплостойкость для аморфных полимеров, работающих в застек-ловапном состоянии, или морозостойкость для полимеров, эксплуатирующихся в высокоэластичном состоянии. Температура стеклования растет при увеличении молекулярной массы до величины Жсегм, характеризующей молекулярную массу механического сегмента макромолекулы, и выше этого значения остается практически постоянной. В отличие от температуры стеклования (Гст) температура текучести с увеличением степени полимеризации возрастает вплоть до температуры химического разложения полимера. Температура хрупкости (Гхр), определяющая нижний температурный интервал эксплуатационной способности конструкционных полимеров, несущих нагрузки, по мере роста молекулярной массы изменяется немонотонно. Варьируя средней молекулярной массой и различным строением чередующихся звеньев молекулярной цепочки, из одного и того же мономера можно получить ряд полимерных веществ с различной молекулярной структурой и обладающих, следовательно, различными физико-механическими свойствами. Реальные, выпускаемые промышленностью, полимеры полидисперсны, т. е. представляют собой смесь полимерго-мологов (макромолекул, составленных из полимерных веществ одного химического строения, по отличающихся молекулярной массой) с определенным молекулярно-массовым распределением. Молекулярная масса полимеров может меняться в очеш; широких пределах, и любой образец полимера представляет собой смесь макромолекул различной длины. Полидисперсность полимеров приводит к тому, что в реальных материалах существует широкий набор (спектр) времен релаксации, включающий по мере перехода от низших полимергомологов к высшим очень быстрые неравновесные процессы, исчисляемые долями секунд, до весьма замедленных, для завершения которых могут потребоваться многие годы. Поэтому полимерные материалы при статическом на-гружении могут находиться в неравновесном состоянии (непрерывно деформироваться) практически неограниченно долгое время. И в то же время эти процессы являются обратимыми.[1, С.49]

Для практических целей измерения в неравновесном состоянии обычно не только оправданы, но и желательны, так как лучше соответствуют реальным условиям эксплуатации. Сделанные выше замечания относятся только к тем механическим измерениям, которые производя1ся для получения научных данных, и не умаляют значения большого количества полезных технических сведений, полученных для облученных полимеров при испытании в неравновесных условиях.[11, С.76]

Однако при температуре ниже температуры кристаллизации это же вещество можно получить в жидком, так называемом переохлажденном состоянии. Переохлажденная жидкость находится всегда в неравновесном состоянии, и иногда достаточно незначительных изменений внешних условий, чтобьт вызвать в ней процесс кристаллизации.[6, С.129]

Уравнение Максвелла позволяет также установить качественную зависимость между величиной усадки и остаточной деформацией. Чем выше была усадка, тем больше были напряжения, тем в более неравновесном состоянии находится пленка, а следовательно, тем больше у нее возможности в будущем отрелаксировать и деформироваться. Из этого следует, что величины усадки и остаточной деформации определяются одними и теми же факторами. Следует также подчеркнуть неправильность существующего представления о том, что остаточная деформация определяется исключительно удалением из пленки оставшегося в ней растворителя. Конечно, в процессе удаления растворителя происходит некоторое сокращение пленки, определяющееся в пределе объемом, занимаемым растворителем. Но, очевидно, основной эффект деформации, так же как и величина усадки, определяется не конечным объемом, а теми релаксационными процессами, которые происходят в пленке, находящейся в неравновесном состоянии. Степень неравновесности определяется скоростью испарения растворителя в процессе пленкообразования. Следовательно, величина усадки также определяется скоростью испарения. Однако релаксационные процессы усадки протекают в течение очень длительного времени, но в известных условиях, в набухшей пленке, например при повышенной температуре, период релаксации значительно ускоряется, и тогда наблюдается весьма заметный эффект остаточной деформации.[12, С.239]

При исследовании отверждения полимеров в присутствии наполнителя было также показано [114], что с момента введения наполнителя реакционная система в течение длительного времени остается в неравновесном состоянии с меньшей плотностью. Далее наступает повышение плотности, которое тем больше, чем меньше жесткость молекул и вязкость системы и выше температура. В процессе отверждения возникают различные структурные состояния, определяемые соотношением скоростей отверждения и достижения равновесной плотности. При отверждении может фиксироваться как более рыхлая и неравновесная структура в граничном слое с большим свободным объемом, так и менее сшитая и более плотно упакованная по сравнению с объемом сетка. Это связано с тем, что менее сшитые молекулы в условиях отверждения могут создать на поверхности частиц более плотно упакованный слой. Эти явления объясняют зависимость свойств отвержденной системы при равной степени отверждения от типа и количества наполнителя, а также от условий отверждения.[8, С.61]

Релаксационные процессы имеют большое практическое значение, так как в условиях эксплуатации многие полимерные мат^ Риалы претерпевают мгновенную деформацию (ударные нагрузки) или многократные деформации очень большой частоты. При Этом равновесная эластическая деформация не успевает развиться и Материал находится в неравновесном состоянии. Результаты ста* Т[1Ческих испытаний, полученные на обычных динамометрах, не[3, С.179]

Эволюцию структуры и рост зерен при отжиге исследовали и в других наноструктурных ИПД металлах: Fe [78], Со [229]. После ИПД кручением с логарифмической степенью деформации, равной 6,2, в Fe наблюдали зерна диаметром около 100 нм, содержащие много изгибных контуров экстинции, свидетельствующих о высоких внутренних напряжениях. Границы зерен также находились в неравновесном состоянии. После отжига в течение 1 ч при 573 К зерна имели тот же размер, но не содержали внутренних напряжений и дислокаций. Однако при 773 К был заметен рост зерен и их средний размер составил 0,3 мкм. При этом границы зерен имели обычный полосчатый контраст, типичный для равновесной зеренной структуры. При более высоких температурах имел место дальнейший рост зерен. Микротвердость слегка уменьшается во время возврата, быстро снижается при температуре около 723 К во время рекристаллизации, а затем снова слегка уменьшается во время дальнейшего роста зерен.[5, С.135]

Пока значение ЕЭЛ,« не достигнуто, образец находится в неравновесном состоянии.[6, С.168]

Чем быстрее будет удален растворитель, чем круче будет идти нарастание вязкости с концентрацией, тем больше будет величина напряжений, возникающих в пленке, и выше ее усадка. Такая пленка будет весьма неоднородна, анизотропна и будет находиться в неравновесном состоянии, а впоследствии в ней возникает большая остаточная деформация.[12, С.239]

Релаксационные процессы имеют большое практическое значе-"ие, так как в условиях эксплуатации Многие полимерные материалы претерпевают мгновенную деформацию (ударные нагрузки) «ли многократные деформации очень большой частоты. При Этом равновесная эластическая деформация не успевает развиться и Материал находится в неравновесном состоянии. Результаты ста-Т[1Ческих испытаний, полj чеппые на обычных динамометрах, не[6, С.179]

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