На главную

Статья по теме: Направлении деформации

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Всякая деформация высокополимера вынуждает цепи выпрямляться и ориентироваться в направлении деформации. Увеличив степень и длительность деформации, мы можем сколь угодно близко подойти к структуре, которая в определенном смысле, выясняющемся в дальнейшем, является правильной. Действительно, соответствующей, вызывающей течение материала (т. е. перемещение цепных молекул друг относительно друга) деформацией можно добиться уменьшения перепутанности молекул при попутном их[11, С.219]

На стадии III после превращения всего образца в «шейку», в которой макромолекулы уже ориентированы в направлении деформации, полимер упрочняется и зависимость а — Д/// имеет примерна такой же вид, как на стадии I. На практике этим свойством пользуются для формования полимерных изделий в режиме вынужденной эластичности (в области вытяжки, см. с. 423)^и для получения ориентированного органического стекла (см с. 469).[7, С.413]

В процессе деформации материала связи каучук — сажа, образовавшиеся при смешении в хаотическом порядке, разрываются и вновь восстанавливаются в новых положениях, закрепляя на поверхности сажи молекулы каучука, частично ориентированные в направлении деформации. В результате происходят местная релаксация и выравнивание локальных перенапряжений. Чем выше проч-ностьх.связи наполнителя с каучуком, тем большее усиливающее действие он оказывает, так как при последующей деформации и сопутствующей ей ориентации молекул должно произойти большее увеличение напряжения, необходимого для разрыва. Таким образом, выравнивание напряжений в ходе деформации является одной[8, С.265]

Таким образом, в кристаллических полимерах механизм перехода исходного образца в шейку состоит в следующем: 1) полный распад кристаллических образований с последующей ориентацией сегментов, ранее входивших в состав неориентированного кристаллита, а теперь, после ориентации, образующих ориентированный кристаллит. Этот процесс называется рекристаллизацией; 2) частичное разрушение кристаллитов, перемещение кристаллических «обломков» в направлении деформации, ориентация сегментов, связывающих «обломки» между собой; 3) пластическая деформация кристаллитов по плоскостям скольжения и дислокациям 6e.t полного их разрушения; 4) деформация сферолитов в эллиптические образования за счет аморфной части (дефектов структуры) в них. Вклад каждой составляющей в общий механизм деформации точно не известен. Он определяется и типом полимера, и условиями деформации. Заметим только, что при полном развитии процесса образования шейки полимер в шейке высоко ориентирован и фибриллизован, поэтому на поздних стадиях образования шейки значительная часть кристаллических структур, повернутых или перемещенных без разрушения в направлении деформации, в конце концов также разрушается и сегменты ориентируются преимущественно в направлении деформации.[2, С.187]

Исследование процесса кристаллизации при наличии в расплаве или растворе полимера нормальных растягивающих напряжений показало, что существование механических напряжений в кристаллизующемся полимере приводит к образованию необычных в морфологическом отношении форм — сплюснутых сферолитов. Такие своеобразные структуры, напоминающие диски или пластины, нанизанные на общий стержень, получили название структуры типа шиш-кебаб45^47. Типичный пример структур такого типа46 приведен на рис. III.7, на котором изображена сильно ориентированная структура линейного полиэтилена. Направление деформации сдвига указано стрелкой, хорошо видны первичные фибриллярные образования, вытянутые в направлении деформации сдвига. На эти первичные фибриллярные образования нанизаны пачки ламелей, поверхности которых расположены перпендикулярно направлению ориентации.[9, С.151]

Методика работы. Из деформированных образцов вырезают скальпелем пластинки размером (2,5X10) -Ю-3 м вдоль, перпендикулярно и под углом 45° к направлению деформации. Закрепляют образцы на предметном стекле в строго фиксированном положении и подвергают травлению в плазме безэлектродного высокочастотного газового разряда. На подготовленную поверхность напыляют углеродную реплику (направление напыления строго фиксировано и одинаково для всех образцов). Обработанную соответствующим образом углеродную реплику просматривают в электронном микроскопе сначала'при малых увеличениях, а после нахождения характерных участков при больших увеличениях. Изображение фиксируют на фотопластинки и с них изготавливают микрофотографии. Параллельно с этим из деформированных образцов вырубают лопатки (по ГОСТ 16337—70) в направлении деформации и перпендикулярно ему. Лопатки испытываются на растяжение. Рассчитывают значения разрушающего напряжения при растяжении и относительного удлинения при разрыве (см. работу 43).[1, С.120]

Повышения температуры плавления гибкоцепного полимера можно достигнуть не только варьированием скорости и температуры кристаллизации, но и его растяжением. Такое явление особенно характерно для аморфных кристаллизующихся эластомеров и известно как ориентированное состояние полимеров. Поэтому различают понятия «кристаллический» и «кристаллизующийся» полимер. Это различие связано с релаксационными явлениями в полимерах. Кристаллическим называют полимер, в котором кристаллическая структура (независимо от ее количества) создана в процессе синтеза полимера, т. е. сформирована одновременно с формированием самих макромолекул. Кристаллизующимся называют полимер, который при синтезе получается аморфным, а кристаллические структуры возникают в нем в процессе деформации (обычно растяжения) при ориентации макромолекул в направлении деформации. Общим свойством кристаллических и кристаллизующихся полимеров является невозможность разделения образца на кристаллическую и аморфную фазы, так как в процессе формирования кристаллической структуры одна и та же макромолекула может входить и в кристаллическую, и в" аморфную области. Прочность и относительное удлинение ориентированных полимеров выше, чем у кристаллических полимеров из-за направленного расположения макромолекул.[6, С.29]

Поиск оптимальных условий измельчения (диспергирования) связан с определением сил вязкого трения и выявлением начальной ориентации диспергируемого образования по отношению к направлению деформирующего усилия. Увеличение напряжения сдвига всегда способствует более интенсивному измельчению. Для каждой системы, подлежащей С., существует свое критич. напряжение сдвига, ниже к-рого измельчения не происходит. Если напряжение сдвига незначительно превышает критич. значение, в процесс будут вовлечены только наиболее крупные образования, имеющие благоприятную начальную ориентацию. Если конструкция смесителя но обеспечивает нериодич. изменения ориентации образований к направлению деформирующего усилия (т. е. в системе реализуется только одномерная деформация сдвига), при С. разрушатся лишь то агрегаты, исходная ориентация к-рых близка к оптимальной. Остальные просто ориентируются в направлении деформации. Напротив, периодич. изменение направления деформации приводит к периодич. переориентации образований, обеспечивающей дальнейшее их измельчение. В итоге каждое образование окажется благоприятно ориентированным относительно направления деформации и будет разрушено.[12, С.214]

Поиск оптимальных условий измельчения (диспергирования) связан с определением сил вязкого трения и выявлением начальной ориентации диспергируемого образования по отношению к направлению деформирующего усилия. Увеличение напряжения сдвига всегда способствует более интенсивному измельчению. Для каждой системы, подлежащей С., существует свое критич. напряжение сдвига, ниже к-рого измельчения не происходит. Если напряжение сдвига незначительно превышает критич. значение, в процесс будут вовлечены только наиболее крупные образования, имеющие благоприятную начальную ориентацию. Если конструкция смесителя не обеспечивает периодич. изменения ориентации образований к направлению деформирующего усилия (т. е. в системе реализуется только одномерная деформация сдвига), при С. разрушатся лишь те агрегаты, исходная ориентация к-рых близка к оптимальной. Остальные просто ориентируются в направлении деформации. Напротив, периодич. изменение направления деформации приводит к периодич. переориентации образований, обеспечивающей дальнейшее их измельчение. В итоге каждое образование окажется благоприятно ориентированным относительно направления деформации и будет разрушено.[13, С.214]

Последние исследования *, проведенные в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова, показали, что при релаксации напряжения в процессе деформации ориентация цепей (в смысле среднего положения цепи) и их отдельных звеньев не совпадают. Релаксация напряжения, по нашему мнению, может быть выражена следующей схемой: приложенное (вызывающее деформацию) напряжение распределяется вдоль находящихся в состоянии хаотического расположения цепей неравномерно. Это обстоятельство является следствием того, что цепная молекула взаимодействует со своими соседями и, кроме того, не имеет прямолинейной формы. Первоначальная деформация достигается тем, что звенья на наиболее напряженных участках цепей перестраиваются таким образом, чтобы по возможности ослабить действие внешней силы, т. е. создают удлинение. С течением времени напряжение вдоль цепи выравнивается за счет перегруппировки звеньев на менее напряженных участках, принимающих на себя часть деформации и позволяющих слегка дезориентироваться ранее выпрямленным участкам цепей. Этот процесс перегруппировки звеньев на отдельных участках, естественно, приводит к некоторому выпрямлению всей цепи в целом, соответствующему равномерному распределению напряжения по цепи, и появлению в ней избранного направления ориентации звеньев, могущего не совпадать с направлением деформации. В среднем же для всей совокупности цепей появляется анизотропия, т. е. преимущественная ориентация в направлении деформации. Таким образом, согласно изложенному представлению, скорость процесса релаксации определяется энергией взаимодействия звеньев цепной молекулы.[11, С.216]

где /—напряжение, приложенное к недеформированному образцу (расчет на поперечное сечение); G—модуль сдвига (или модуль жесткости); Я — отношение длины деформированного образца к исходной длине (длина измеряется в направлении деформации).[5, С.195]

... 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. Кузнецов Е.В. Практикум по химии и физике полимеров, 1977, 256 с.
2. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
3. Амброж И.N. Полипропилен, 1967, 317 с.
4. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
5. Wright P.N. Solid polyurethane elastomers, 1973, 304 с.
6. Брацыхин Е.А. Технология пластических масс Изд.3, 1982, 325 с.
7. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
8. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
9. Торнер Р.В. Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта, 1972, 455 с.
10. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров, 1977, 464 с.
11. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
12. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
13. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.

На главную