Анализ процесса разрушения эластомеров приводит к заключению о том, что наиболее прочным оказывается материал по крайней мере с двумя типами поперечных связей. Один тип — лабильные связи, сравнительно легко разрушающиеся под нагрузкой (разрушение этого типа связей сопровождается рассасыванием пиков перенапряжений). Другой тип — прочные связи, по которым распределяется основная доля деформирующей нагрузки.[3, С.298]
При изучении механизма разрушения эластомеров важно всегда помнить, что разрушение их происходит в ориентированном состоянии, когда удлинение при разрыве достигает сотен процентов. К. моменту разрыва это уже не тот полимер, который мы взяли в исходном состоянии, поскольку надмолекулярная структура его изменилась в процессе деформации.[2, С.199]
Как будет показано далее, Я-процессы релаксации ответственны за механизм разрушения эластомеров. В полярных полимерах природа физических узлов молекулярной сетки может быть иной. Например, в бутадиен-нитрильных эластомерах между Х- и 6-процессами обнаруживается я-процесс релаксации (см. рис. 7.2) [7.1], связанный с распадом и рекомбинацией локальных физических поперечных связей, обусловленных ди-поль-дипольным взаимодействием между полимерными цепями CN---NC. Температура перехода этого процесса ГП=90°С, энергия активации 90 кДж/моль, ??г=10~10 с.[5, С.201]
Бикки [12.14] и Хэлпин [12.15] в своих работах предлагают молекулярные теории разрушения эластомеров с учетом дефектов и не-однородностей материала. В результате предложены уравнения, в частности сложный степенной закон, учитывающий временную зависимость прочности. Несмотря на интересные результаты, полученные Бикки и Хэлпином, их уравнения сложны и не поддаются легкой физической трактовке (см. [12.4, с. 196]). Поэтому обратимся к экспериментальным результатам по исследованию временной и температурной зависимостей прочности эластомеров. 12.1.4. Уравнение долговечности эластомеров[1, С.338]
Правильная интерпретация явления усталости макромолеку-лярных материалов создает предпосылки для предотвращения разрушения эластомеров при их длительном постоянном нагру-жении или при разнообразных деформациях. Для этого необходимы, с одной стороны, умеренный механический режим, который уменьшал бы число образующихся свободных макрорадикалов, а с другой стороны, введение соответствующего количества ингибиторов, которые стабилизировали бы их в момент появления.[7, С.190]
В отличие от теорий, в которых дефектность материала не учитывалась, Бикки![7.102] и Хэлпин [7.103, 7.104]! предложили молекулярные теории разрушения эластомеров с учетом дефектов и неоднородностей материала. В результате были получены уравнения, описывающие временную зависимость прочности, в частности, сложный степенной закон. Однако существенным недостатком подхода Бикки и Хэлпина является то, что, признавая существенную роль вязкости, они в своих уравнениях не учитывают в явном виде вклад гистерезисных потерь. Кроме того, их уравнения сложны и не поддаются простой физической трактовке [7.89, с. 196—203]. Поэтому обратимся к экспериментальным результатам по исследованию временной и температурной зависимости прочности эластомеров. Уже первые исследования [7.98, 7.105]| выявили значительное влияние временных эффектов на прочность эластомеров. Для эластомеров между прочностью и скоростью деформации е наблюдается линейная зависимость; характерная для релаксационных процессов:[5, С.224]
Такие эксперименты проводились неоднократно, что позволило Гулю уже в 1952 г. [8, с. 145 — 148; 140, с. 953] иллюстрировать положения термофлуктуационной концепции на примере разрушения эластомеров, а позже на многочисленных примерах исследования разрушения силикатных стекол [141, с. 46], вулка-низатов 1142, с. 267; 494, с. 229; 295, с. 1364; 63, с. 111] и других материалов.[3, С.225]
Было установлено, что для некоторых каучуков энергия активации процесса разрушения совпадает с энергией активации вязкого течения. Это наводит на мысль, что кинетику процесса разрушения эластомеров определяют в основном межмолекулярные связи. Предположение о важной роли межмолекулярного взаимодействия в процессе разрушения было впервые выдвинуто Гулем [3, 23, 24], который считает, что нагружение полимера в первую очередь вызывает разрыв межмолекулярных связей, и лишь после этого начинает расти нагрузка на химические связи.[4, С.302]
Долговечность полимеров выше Тс определяется А-процесса-ми релаксации, ответственными за медленные физические процессы релаксации в эластомерах и вязкое течение. Энергия активации всех процессов вязкоупругости (включая вязкое течение) и разрушения эластомеров одна и та же. Для полярных эластомеров ниже температуры Т л. долговечность и вязкость контролируются зт-релаксационным процессом (распад дшюльных узлов), а выше Тп — по-прежнему ^.-процессами релаксации.[5, С.242]
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.