На главную

Статья по теме: Активации разрушения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Как видно из табл. 25, при действии концентрированной HN03 на резины из фторкаучука типа кель-Ф энергия активации разрушения принимает значения 22—35 ккал/моль. Оценка энепгии активации химической релаксации таких резин дает величину21 порядка 30—40 ккал/моль, а энергия активации окисления самого полимера составляет22 30 ккал/моль на стекле и 36 ккал/моль на платине. Учитывая, что НМО3 является сильным окислителем, можно предполагать, что при действии ее на резину из фторполи-мера развиваются реакции окисления, вызывающие в первую очередь разрушение более слабых*, чем во фторкаучуке, химических[7, С.353]

В предыдущей главе, в разделе, посвященном молекулярным теориям разрушения, почти всегда для описания процесса активации разрушения элемента использовалось уравнение Аррениуса. Оказывается, что, как правило, энергия активации U о равна (или предполагается равной) энергии диссоциации слабейшей основной связи цепи '>. Прежде чем продолжить дальнейший анализ кинетики разрушения элемента, а по возможности и цепи, следует дать определение механической прочности связи элемента и цепи. Для этого напомним в данной главе основные результаты квантовой химии [1, 2], которые касаются «прочности» внутримолекулярных связей, и такие факторы, влияющие на потенциал связи, как электронное возбуждение и ионизация.[1, С.95]

Вероятность разрыва химических связей зависит от напряжения и согласно флуктуационной теории прочности определяется величиной энергии активации разрушения ?/0—уз. Чем больше напряжение, тем более вероятен процесс разрыва. Уменьшение энергии активации под действием растягивающих усилий определяется коэффициентом у, чувствительным к изменению структуры при ориентации или пластификации. Чем меньше этот коэффициент (наклон прямой долговечности), тем прочнее полимер (см. рис. 83).[7, С.141]

Теоретическая прочность может быть приближенно оценена различными способами [5; 19; 11.1], в частности из постоянных, входящих в уравнение долговечности aT = t/oAo, гДе U0 — «нулевая» энергия активации разрушения; со — флуктуаци-онный объем. Другая оценка производится по известной формуле Орована ат = х?', где Е — модуль упругости твердого полимера вдоль оси растяжения, а х«0,1ч-0,2 — коэффициент. Подобные оценки для неориентированных полимеров приводят к значениям от порядка 1—2-Ю3 МН/м2, а для ориентированных полимеров—в Ю—20 раз большим. Что касается реальной (технической) прочности, то максимально достигнутые в настоящее время ее значения составляют 3—4-Ю3 МН/м2 для бездефектных стеклянных волокон [5] и 1—2-Ю3 МН/м2 для высокомодульных полимерных волокон. Наиболее типичные значения технической прочности полимеров значительно ниже этих цифр.[3, С.282]

Из уравнения (VI. 2) следует, что постоянная В в уравнении (VI. 1) зависит от температуры. Кроме того, из него следует, что в отличие от твердых тел напряжение практически не влияет на энергию активации разрушения резин, но изменяет величину предэкспоненциального члена. Энергия активации U, определенная из наклона прямых на рис. 109, для резины из СКС-30 равна 13,2 ккал'моль. Низкое значение энергии активации свидетельствует о том, что кинетику процесса разрушения резин, по-видимому, определяют главным образом межмолекулярные связи.[7, С.181]

Для полимеров постоянная С оказалась примерно равной Ю-5—1Q-6 сек вместо Ю"12 сек (см. §8 настоящей главы и рис. 15). Такое расхождение между теорией и опытом устраняется, если учесть зависимость энергии активации разрушения от температуры98. Величины потенциальных барьеров, преодолеваемых при разрыве химических связей, зависят от средних расстояний между атомами в твердом теле, которые изменяются с температурой[7, С.50]

Практически одинаковое значение постоянной -0 и наличие общего полюса на графике временных зависимостей прочности неориентированного и ориентированного полимера (рис. 83) свидетельствует об одинаковых значениях энергии активации разрушения независимо от степени ори- i ентации. Следовательно, энерге- 1 тический барьер ?/„ определяется & химическим строением полимерной § цепи, а все изменения прочност- .ЕР ных свойств при разных ориента-циях обусловлены изменением структурно-чувствительного коэффициента j.[7, С.141]

Результаты по исследованию долговечности и термодеструкции полимеров Журкова с сотрудниками [61] привели к выводу, что в условиях опыта (температура выше Гхр) каждая флуктуация приводит к разрыву отдельно взятой цепи полимера. Поэтому энергия термодеструкции цепей полимера совпадает или практически близка к энергии активации разрушения полимера. Многочисленные эксперименты С. Н. Журкова и-его сотрудников показывают, что в области квазихрупкого разрушения применимо уравнение (11.8) Журкова. Теоретически, исходя из термофлуктуационной теории, к уравнению Журкова можно прийти двумя путями.[3, С.318]

Очень большую роль в комплексе свойств полиуретанов играет развитое физическое внутри- и межмолекулярное взаимодействие. Поэтому окончательный уровень показателей резины из полиуретана достигается примерно после истечения двух недель после синтеза. Плотность физических поперечных связей может превосходить плотность химических узлов сетки в 3-5 раз, а энергия активации разрушения отдельных типов физических связей (рис. 53) сопоставима с энергией ковалент-ных связей.[5, С.396]

Обнаружено, что в нагруженных полимерах задолго до разрушения образцов происходят разрывы отдельных химических связей. Сведения о разрывах химических связей получены методом масс-спектрометрии при изучении летучих продуктов, образующихся в ряде случаев при реакциях радикалов. В результате механическое разрушение полимеров можно рассматривать как термическую деструкцию, активированную напряжением. Энергия активации разрушения совпадает с энергией активации термодеструкции на ее начальной стадии. Кинетика накопления разрывов, в частности, экспоненциальная зависимость скорости накопления радикалов от напряжения, является подтверждением термофлуктуационной природы распада напряженных молекул.[3, С.325]

Действительно, что касается высокоэластических материалов, то надо учитывать, что до своего разрушения они претерпевают громадную высокоэластическую деформацию, сопровождающуюся разворачиванием полимерных цепей и по существу изменением структуры полимера. А это значит, что лимитирующими, определяющими долговечность, должны быть процессы релаксации структуры, а не процесс разрыва связей,, что и подтверждается тем фактом, что энергии активации разрушения каучуков и резин близки к энергиям активации вязкого течения, а не разрушения химических связей.[4, С.373]

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



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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
2. Кравчук А.С. Механика полимерных композиционных материалов, 1985, 304 с.
3. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
4. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
5. Ильясов Р.С. Шины некоторые проблемы эксплуатации и производства, 2000, 576 с.
6. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
7. Бартенев Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов, 1964, 388 с.
8. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров, 1978, 312 с.
9. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
10. Донцов А.А. Процессы структурирования эластомеров, 1978, 288 с.
11. Берлин А.А. Основы адгезии полимеров, 1974, 408 с.
12. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
13. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
14. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
15. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
16. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
17. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
18. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
19. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 8, 1966, 710 с.

На главную