Как уже утверждалось во введении к данному разделу, рост трещины в полимере с докритической скоростью обусловлен термомеханической активацией таких различных процессов молекулярного деформирования, как проскальзывание цепи, ее ориентация и раскрытие пустот. Количество рассеиваемой энергии зависит от частоты, природы, кинетики и взаимодействия соответствующих процессов. Существует много известных попыток рассмотрения роста трещины с докритической скоростью как единого термически активируемого многоступенчатого процесса, характеризующегося единой энтальпией (или энергией активации) и единым активационным объемом. Несколько подобных кинетических теорий разрушения было рассмотрено в гл. 3 и 8.[1, С.358]
При температуре перехода Тп не только изменяется скачком коэффициент m (см. рис. 12.14), но меняется и энергия активации (рис. 12.16). Ниже температуры - перехода эластомер (СКН-40) характеризуется близкими значениями энергии активации для различных процессов (96—100 кДж/моль). Практически этим значением энергии (96 кДж/моль) характеризуется релаксационный я-про-цесс у этого эластомера. Выше Тп энергия активации процессов разрушения совпадает с энергией релаксационного ^-процесса (50 кДж/моль). Эти данные приводят к выводу о тесной взаимосвязи релаксационных процессов и процессов разрушения в полярных эластомерах. Можно сказать, что природа процессов разрушения в полярных эластомерах является релаксационной и определяется двумя релаксационными процессами: ^.-процессом, наблюдаемым как в неполярных, так и в полярных эластомерах, и я-процес-сом, специфическим только для полярных эластомеров.[2, С.351]
В различных физических и структурных состояниях процессы разрушения полимеров характеризуются различными особенностями, причем по мере перехода от низкотемпературных областей к высокотемпературным роль молекулярной подвижности и теплового движения в процессах разрушения приобретает все большее значение. В табл. 11.2 приведена классификация различных процессов разрушения на примере главным образом некристаллических полимеров. Некоторые черты этих механизмов наблюда-[2, С.287]
Из этих данных видно, что значения ?/акт> полученные разными способами, отличаются. Значения энергии активации, полученные для у-перехода методами начальных и различных скоростей разогрева, совпадают; близко к ним и значение, полученное из соотношения (9.10). Значение энергии активации, полученное методом ЯМР, близко к значению [/акт, определенному из соотношения (9.11). Различие значений энергий активации, полученных для одного и того же полимера разными способами, может быть объяснено следующим образом. Как известно, для различных процессов молекулярного движения в полимерах характерно наличие спектра времен релаксации. Под временем релаксации T=v9(jrv[2, С.248]
Из уравнения (12.10) следует, что в координатах lg ap; Т~1 данные должны ложиться на прямые, что и подтверждается в широком температурном интервале (рис. 12.12),соответствующем высокоэластическому плато эластомера. Прямолинейные участки наблюдаются при всех скоростях растяжения и с одинаковым наклоном, равным 0,63 • 103 К"1 для сшитого и 0,75 • 103 К"1 для несшитого эластомера СКС-30. В соответствии с уравнением (12.10) эти значения должны быть равны U/(2, 3 т/г). Отсюда по уже известному значению m можно вычислить энергию активации. Последняя для несшитых и сшитых эластомеров СКС-30 составляет 54,5 кДж/моль, в то время как значения m соответственно равны 3,7 и 4,4 (см. табл. 12.1)). Одна из причин сходства механизмов разрушения у несшитых и сшитых эластомеров, вероятно, лежит в существовании у несшитых эластомеров физических узлов-микроблоков. Иначе говоря, несшитый эластомер может рассматриваться аналогично химически сшитому эластомеру. Коэффициент m и энергия активации по долговечности и разрывной прочности были получены для эластомера СКМС-10, данные о котором приведены в табл. 12.2. 12.2.3. Инвариантность энергии активации различных процессов[2, С.346]
Рис. 12.13. Энергия активации различных процессов в ЦкЦт/моль эластомерах (/ — СКС-30 и // — СКМС-10) в широком интервале напряжений по дан- ^ ным: / — вязкого течения, 2 — релаксации напряжения несшитых и сшитых эластомеров, 3 — долговечности не- 25 сшитых, 4 — долговечности сшитых эластомеров, 5 — разрывного напряжения сшитых[2, С.347]
Таким образом, анализ данных, полученных при исследовании температурно-временных зависимостей комплекса важнейших механических характеристик сшитых и несшитых эластомеров, таких, как релаксация напряжения, вязкое течение, процессы разрушения (долговечность и разрывное напряжение), приводит к выводу, что выше температуры стеклования Тс и ниже температуры пластичности Тп температурная зависимость релаксационных процессов и разрушения характеризуется одним и тем же значением энергии активации, но различным для различных эластомеров. Эта же энергия активации характерна и для ^-процессов релаксации в эластомере, наблюдаемых на спектрах времен релаксации. Из этого следует, что механизмы релаксационных процессов и разрушения неполярных эластомеров определяются перестройкой и разрушением, надмолекулярных структур — микроблоков. Различие между про-[2, С.347]
Самым объективным является метод оценки различных процессов по возможно полной сумме критериев с использованием ЭВМ. Исходные данные для этого получаются при экспериментальной отработке каждого процесса. Существенное сокращение сроков общего цикла наука — производство может быть обеспечено с помощью методов математического моделирования. Для создания промышленного агрегата требуется целая цепочка моделей, в которой исходной является кинетическая модель, т. е. система уравнений, выражающая зависимость скорости реакций от концентрации реагентов, температуры, давления и т. д. С учетом кинетической модели разрабатываются модели массо-теплооб-мена и другие звенья общей модели процесса.[4, С.193]
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.