Статья по теме: Повышением напряжения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Для нитрильного эластомера при значениях Т до 360 К и Р до 0,1 МПа U для вязкого течения не зависит от Г и Р. С повышением напряжения сдвига Р значение U, отвечающее состоянию полимера с неразрушенной структурой, уменьшается до значения (рис. 6.22), соответствующего состоянию с разрушенной структу-[2, С.171]

В реальных конструкциях большие деформации недопустимы. Поэтому основной практический .интерес приобретает первый участок диаграммы растяжения. Его начальная область обычно характеризуется пропорциональностью между напряжением и деформацией. Вязкоупругие свойства здесь почти не проявляются, т. е. скорость деформации слабо влияет на напряжение. С (повышением напряжения диаграмма становится сущест-[9, С.29]

Противоречие между тезисом о критическом характере разрыва и обильным экспериментальным материалом, свидетельствующем о зависимости характеристик прочности от температуры и времени или скорости нагружения, пытались устранить различными допущениями. Например, химическими изменениями, связанными с процессом сорбции влаги из воздуха поверхностью трещин в стекле. Сорбция паров воды протекает во времени и сопровождается понижением поверхностного натяжения, которое определяет критическое, напряжение разрушения [25, с. 341; 26; 27]. Временную зависимость прочности объясняли также повышением напряжения на упругих элементах вследствие релаксации напряжения в вязкопластичных частях системы [28, 29].[10, С.10]

В отсутствие агрессивной среды процесс разрыва под действием напряжения можно представить себе как результат того, что перенапряжения в дефектных местах материала становятся достаточными для преодоления связей. Тогда при флуктуациях теплового движения молекул эти связи разрываются, происходит образование или дальнейший рост трещин, приводящий к разрыву образца. При наличии агента, химически взаимодействующего с полимером, процесс роста трещин может происходить при значительно меньших напряжениях, так как в дефектных местах связи разрываются под влиянием этого агента. В обоих случаях с повышением напряжения процесс разрушения ускоряется.[8, С.319]

Он отражает преобладание релаксационной дезориентации, вызываемой тепловым движением макромолекул, над ориентацией в силовом поле вытягивания. По этой причине характер процесса должен зависеть от скорости вытяжки. Действительно, из рис. 5.35 видно, что увеличение скорости с 10 до 80 см/мин приводит при температуре 105 °С к повышению напряжения вытягивания и к снижению возможной кратности вытяжки до 8. По рентгенограммам такого волокна уже можно заключить о некоторой ориентации, но кристаллизация реализуется в очень небольшой степени. Для того, чтобы получить ориентированное волокно, необходимо снизить температуру и тем самым одновременно с повышением напряжения обеспечить баланс двух противоположных процессов тепловой дезориентации и ориентации в пользу последнего процесса. На рис. 5.36 видно, что такое снижение температуры приводит к получению волокна с высокой степенью ориентации — показатель двойного лучепреломления увеличивается до значения 0,18, характерного для хорошо ориентированного полиэфирного волокна. Одновременно с этим увеличивается плотность волокна до 1,35—1,36 г/см3, что указывает на небольшую кристаллизацию полиэфира. Это можно видеть из рис. 5.37 [83].[4, С.128]

В одной из работ делается попытка100 ответить на вопрос, почему число образующихся трещин значительно меньше числа двойных связей, имеющихся на поверхности. При этом исходят из того, что для разъединения разорвавшихся молекул и предотвращения их рекомбинации требуется наличие растягивающего напряжения. Концы разорвавшихся молекул могут разойтись на некоторое минимальное расстояние только в том случае, если одновременно разорвется несколько соседних молекул. Для осуществления одновременного разрыва молекулы должны ориентироваться в направлении растяжения таким образом, чтобы их двойные связи были рядом и одновременно прореагировали с озоном. С повышением напряжения число таких одновременных разрывов возрастает, так как благодаря увеличению степени ориентации увеличивается вероятность расположения-рядом двойных связей соседних цепей. При этом количество трещин увеличивается, но оно всегда будет меньше числа имеющихся на поверхности двойных связей.[8, С.260]

Для оценки надмолекулярных образований меньшего размера используют электронную микроскопию Просвечивающая электронная, микроскопия (ПЭМ) в принципе аналогична световой, но вместо светового пучка используют пучок электронов Длина волны пучка электронов л зависит от напряжения V Я. (1,5/^) ' Для ускорении электронов применяют высокое напряжение (50—100 кВ и даже 1 МБ); электронный пучок фокусируется с помощью электростатических электромагнитных полей Изображение формируется с помощью дополнительных электростатических или электромагнитных лннз и наблюдается на флуоресцентном экране или фотопластинке. Съемку проводят при глубоком вакууме (~10 5 мм рт ст.), показатель преломления пгр в этих условиях равен !. С повышением напряжения снижается длина волны пучка электронов н следовательно, растет разрешающая способность микроскопа. Наилучшее разрешение у промышленных приборов составляет 0,2—05 ня, а увеличение 103—!05 раз. Возникновение контраста на электронно микроскопических снимках обусловлено различной рассеивающей способностью идер разных атомов по отношению к электронному лучку. Поэтому полимеры, состоящие из легких идер часто дают неотчетливые снимки Для повышения контрастности их обрабатывают тяжелыми металлами, такими, как палладий, золото, хром, платина, осмий и др. Образцы для ПЭМ готовят в виде тонких («0,1 мкм) пленок, тонких срезов или так называемых «реплик», т е. отпечатков поверхностей сколов образцов^ Этот метод используют для изучения морфологии кристаллов н аморфных полимеров. К числу недостатков ПЭМ следует отнести сложность приготовления образцов н возможность ошибок (^артефактов») в определении структуры[5, С.86]

В последнее время методом малоугловой рентгеновской дифракции в кристаллических и аморфных полимерах обнаружено возникновение в нагруженном образце множества субмикроскопических трещин [16, с. 286]. В кристаллических полимерах они возникают в аморфных прослойках. Субмикротрещины ориентированы перпендикулярно растяжению, их размеры порядка десятков нанометров. Установлено, что они образуются за счет протекания цепных свободно-радикальных реакций распада напряженных молекул. Образование субмикротрещин вызывает разгрузку в прилегающих к ним вдоль оси растяжения областях (порядка сотен нанометров) и повышение напряжения в боковых относительно трещин зонах, что проявляется в увеличении растяжения этих зон. Прослежена кинетика образования субмикротрещин вплоть до разрыва образца. С течением времени их размеры не увеличиваются, но растет их число. Скорость накопления субмикротрещин растет с повышением напряжения. Когда субмикротрещин образуется достаточно много, они начинают сливаться, и в конце концов образуется магистральная трещина, которая, быстро прорастая, приводит к разрушению образца полимера.[1, С.216]

Аномалия вязкости как релаксационный эффект, специфический для полидисперсных полимеров, особенно наглядно проявляется при рассмотрении вязкостных свойств смеси (в простейшем случае состоящей из двух) монодисперсных полимеров *. Если скорости и напряжения сдвига достаточно низкие, то компоненты смеси ведут себя подобно ньютоновским жидкостям. Когда скорость сдвига увеличивается, достигается критическая скорость сдвига Ys высокомолекулярного компонента, отвечающая его переходу в высокоэластичё-ское состояние. В этом состоянии он ведет себя как высокоэластичный наполнитель. Диссипативные потери у него понижены, поскольку при у ^>Ys они Уже не связаны с перемещением центров тяжести его макромолекул, а обусловлены только быстрыми конфор-мационными движениями макромолекулярной цепи между узлами 'зацепления и «обтеканием» этих макромолекул компонентами, которые еще не перешли в высокоэластическое состояние. Уменьшение диссипативных потерь означает снижение эффективной вязкости: с повышением напряжения сдвига градиент скорости увеличивается непропорционально быстро. При этом в высокомолекулярном компоненте смеси под влиянием растущего напряжения увеличивается накопление обратимой деформации, что вполне типично для полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии. Следовательно, большие обратимые деформации смеси оказываются выше, чем собственно высокомолекулярного компонента, поскольку в чистом виде он не мог бы течь, перейдя в высокоэластическое состояние. По этой причине у полидисперсных полимеров, содержащих высокомолекулярные компоненты, при высоких напряжениях и скоростях сдвига более сильно проявляются все эффекты, обусловленные большими обратимыми деформациями, например развитие нормальных напряжений и раздутие струи полимера, выходящей из насадка (капилляра). Большие обратимые деформации, увеличивая все нелинейные эффекты, усиливают тем самым их влияние на вязкостные свойства полимеров и повышают их вклад в развитие аномалии вязкости.[11, С.196]

ограниченных значениях скорости сдвига оказывается несущественным В то же время возможны случаи, когда влияние теплового движения на изменение структуры— взаимного положения молекул в веществе (у полимеров также их конформации) — проявляется слабее, чем действие сдвига, или соизмеримо с его действием. В зависимости от соотношения скорости сдвига и скорости протекания релаксационных процессов, обусловленных тепловым движением, вязкость, определяемая как отношение <тт/у, может быть либо постоянной величиной, не зависящей от скорости и напряжения сдвига, либо зависеть от них В первом случае это означает, что величины a-t и у пропорциональны Во втором —что напряже-яие изменяется медленнее, чем скорость сдвига, я, следовательно, с повышением напряжения и скорости сдвига их отношение (вязкость) уменьшается. Вязкость, изменяющаяся в зависимости от напряжения и скорости сдвига, называется эффективной, или структурной, а жидьости, у которых напряжение сдвига изменяется непропорционально скорости сдвига, называются неньютоновскими Явление зависимости вязкости от напряжения и скорости сдвига называется аномалией вязкости[6, С.248]

ограниченных значениях скорости сдвига оказывается несущественным В то же время возможны случаи, когда влияние теплового движения па изменение структуры—взаимного положения молекул в веществе (у полимеров также их конформации) — проявляется слабее, чем действие сдвига, или соизмеримо с его действием. В зависимости от соотношения скорости сдвига и скорости протекання релаксационных процессов, обусловленных тепловым движением, вязкость, определяемая как отношение 0т/\ч может быть либо постоянной величиной, не зависящей от скорости и напряже* иия сдвига, либо зависеть от них В первом случае это означает, что величины <ь it Y пропорциональны Во втором — что напряже-яйе изменяется медленнее, чем скорость сдвига, и, стедоза гедлгго, с повышением напряжения и скорости сдвига и\ отношение (вязкость) уменьшается. Вязкость, изменяющаяся в зависимости от напряжения и скорости сдвига, называется эффективной, или струк* турн-йй, а жгтдьости, у которых напряжение сдвига изменяется не.-тфолор!шоиа.л!>и[> скорости сдвига, называются яенмотонозскими Явление зависимости вяякости от напряжения и скорости сдвига называется аномалией вязкости[3, С.248]

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