Весьма чувствительны к релаксационным переходам методы внутреннего трения и термомеханических кривых, а также реологические методы. Наблюдаемые при периодических деформациях механические потери характеризуют внутреннее трение в полимерах. Так, на температурной зависимости коэффициента механических потерь на диффузный фон (или уровень потерь) накладываются отдельные максимумы внутреннего трения. Каждый максимум потерь свидетельствует о существовании отдельного релаксационного механизма с наивероятнейшим временем т<, которое может быть рассчитано из соотношения вида[2, С.133]
С любым из физических состояний связан определенный комплекс физических свойств полимеров, и каждому из указанных состояний соответствует своя область их технического и технологического применения. Физические состояния и границы их существования изучают многими структурными методами. Однако чаще всего эти состояния устанавливают и исследуют по изменениям механических свойств полимеров, которые очень чувствительны и к структурным изменениям, и к релаксационным переходам. Среди разных механических свойств полимеров деформируемость являет-[2, С.31]
Полимеры могут либо кристаллизоваться, либо оставаться при всех температурах аморфными. В последнем случае они могут находиться в различных физических (релаксационных) состояниях: стеклообразном, высокоэластическом или вязкотекучем. С каждым из физических состояний связан определенный комплекс свойств, и каждому состоянию отвечает своя область технического и технологического применения. Физические состояния и границы их существования изучают многими структурными методами, но чаще всего их определяют по изменению механических свойств полимеров, которые очень чувствительны к структурным изменениям и релаксационным переходам. Так, для этой цели широко используют измерения деформируемости или податливости полимеров в широком интервале температур.[3, С.102]
Релаксационная спектрометрия полимеров в настоящее время находится в начальной стадии развития, но ей принадлежит, по-видимому, большое будущее. Важны развитие и разработка новейших методов получения непрерывных и дискретных спектров и применение их для расчетов и прогнозирования вязкоупругих свойств полимерных материалов. Очевидно, что "разработка современных методов расчета и прогнозирования невозможна без знания всех релаксационных механизмов и их кинетических характеристик для различных полимерных материалов и особенно для тех, которые находятся в условиях длительной эксплуатации. В настоящее время можно считать установленными основные релаксационные перег ходы в полимерах, которые необходимо учитывать при прогнозировании их свойств. В частности, это относится к новым данным по релаксационным переходам (а'-, Кг, А,2-, К3- и ф-переходы), находящимся по шкале времен релаксации между а-процессом (стеклованием) и 8-процессом (химической релаксацией). Для прогнозирования эксплуатационных вязкоупругих свойств эластомеров при относительно низких температурах наиболее важную роль играют медленные физические процессы релаксации (К- и ф-процессы), так как в течение длительного промежутка времени (до 50 лет) химической релаксации практически не наблюдается. Однако при высоких температурах для длительного прогнозирования основную роль начинает играть химическая релаксация.[2, С.144]
Релаксационным переходам в полимерах посвящено много обстоятельных исследований» результаты которых суммированы в монографиях [7.1, 7,3—7,11]. Работы последних лет [5.48, 5.84, 7.1, 7.2, 7.12—7.15] привели к четкой классификации ре-[6, С.197]
К релаксационным переходам в эластомерах, относящихся к быстрым процессам релаксации (при 293 К) следует отнести а- и В-переходы. Если для них определены высокочастотными методами зависимости \/Т от Igv, то возникает вопрос, до каких малых частот можно экстраполировать эти зависимости.[4, С.233]
В обзоре, посвященном релаксационным переходам, Уил-борн [19], высказал предположение, что у-релаксационный процесс как в аморфных, так и в кристаллических полимерах может быть во многих случаях связан с движением ограниченных участков основной цепи, для осуществления которого необходимо наличие по крайней мере четырех последовательно расположенных СН-групп. Это предположение привело к гипотезе о так называемом[5, С.162]
Зависимости tg б от Т при v = const или от v при Т = const называют спектрами диэлектрических потерь. Максимумы на этих зависимостях отвечают релаксационным переходам с временами релаксации т/ (i = 1, 2, .... п). Максимумы, как и в случае механических потерь, наблюдаются при условии[4, С.238]
Итак, основной вывод заключается в том, что на температурной зависимости скорости звука, кроме «ступенек», которые соответствуют различным механическим релаксационным переходам имеются точки излома, которые относятся к структурным релаксационным переходам. На рис. IX. 16 таких точек излома две (А и В). Обычно легко обнаруживается точка излома (см. рис. IX. 9), указывающая на температуру структурного стеклования Гст. Другие точки излома могут быть незамеченными вследствие недостаточной точности эксперимента. Для некоторых полимеров наблюдаются два а- и два р-процесса. В этом случае число изломов возрастает.[4, С.236]
К первой группе относятся мелкомасштабные релаксационные процессы, связанные с подвижностью боковых привесков в макромолекулах (у-группа). Потеря подвижности (колебательно-вращательных движений) этих кинетических единиц происходит при низких температурах (обычно ниже 200 К). Энергия активации мала (10—20 кДж/моль), а коэффициент BI в уравнении (7.1) примерно равен 10~!3 с. Разные по структуре и размерам боковые группы в линейных полимерах отвечают YI-, ^-релаксационным переходам и т. д. Эти переходы обнаруживаются по механическим и диэлектрическим потерям при высоких частотах, так как времена релаксации т/ для этих процессов малы (10~9—10~~10 с при 300 К), а частоты, согласно соотношению (7.2), велики (с=1 и v»109 Гц). По терминологии, принятой для диэлектрической релаксации в полимерах [5.84], процессы этой группы называются дипольно-групповыми у-процессами.[6, С.198]
Релаксационные процессы в полимерах влияют на процессы разрушения во всех прочностных состояниях, включая и атерми-ческий процесс разрушения. В различных температурных областях полимера (см. рис. 7.1) наблюдаются три основных механизма разрушения: атермический, термофлуктуационный и релаксационный (см. табл. 7.1). В кристаллических полимерах ниже температуры плавления наблюдаются первые два механизма. При атермическом механизме (область самых низких температур) тепловое движение не может оказать существенного влияния на прочность полимера, так как время ожидания флуктуации Тф превышает время атермического разрушения тк. Однако слабое тепловое движение в этой области температур приводит к мелкомасштабным релаксационным переходам. Такие переходы характеризуются слабыми максимумами механических и диэлектрических потерь (у- и ;р-переходы) и вызывают увеличение энергии разрушения и прочности в областях переходов. В наиболее чистом виде термофлуктуационный механизм проявляется в области хрупкого разрушения, хотя и здесь возможны слабые \у- и (3-переходы, приводящие к неупругим эффектам в концевых зонах микротрещин в отсутствие высокоэластической деформации. Последняя наблюдается в концевых зонах микротрещин при переходе через те1мпературу Гхр. и выше, в области квазихрупкого разрушения. В итоге перенапряжения в концевой зоне сильно снижаются, но термофлуктуационный механизм разрушения остается тем же, что и при хрупком разрыве.[6, С.240]
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.