Для предельно ориентированного полиамида <тт~30 ГПа вдоль осей макромолекул и ат=2,6 ГПа в поперечном направлении. Это означает, что прочность, определяемая разрывом химических связей, в 11,5 раза больше, чем прочность, обусловленная межмолекулярными связями. Теоретическая прочность неориентированного полиамида имеет промежуточное значение (около 12 ГПа). Хотя ни один реальный материал не достигает теоретической прочности, практическая значимость этого понятия заключается в том, что от указывает на предел, к которому надо стремиться при создании высокопрочных и сверхпрочных материалов.[6, С.19]
Для предельно ориентированного состояния в отсутствие микротрещин (бездефектное капроновое волокно) теория [3.6] дает -утеор = 5- 10~23 см3. В неориентированном состоянии полимера флуктуационный объем в три раза больше, чем в предельно ориентированном, где ол = 1,7-10~23 см3, поэтому и здесь 10"~23 см3, тогда как эксперимент [5.4] дает значение[6, С.113]
Журков и Абасов31 вывели формулу (IV. 9) для предельно ориентированного образца в предположении, что разрушение полимера происходит по механизму Куна—Бикки и что разделение образца на две части происходит одновременно по сечению образца в некотором критическом зазоре. Толщина зазора выбрана такой малой, чтобы концы разорванных макромолекул внутри зазора могли самопроизвольно из него выдергиваться.[4, С.150]
Теоретическая прочность существенно зависит от структуры полимера и, в частности, от степени молекулярной ориентации. Для предельно ориентированного полимера при малых молекулярных массах, когда разрушение идет не за счет разрыва химических связей, а путем относительного сдвига полимерных цепей и преодоления межмолекулярных сил, теоретическая прочность зависит от молекулярной массы. При больших молекулярных массах разрушение происходит путем разрыва полимерных цепей. Расчеты прочности последних сделаны пока для полиэтилена и капрона [5]. Для этих полимеров в предельно ориентированном состоянии теоретические прочности в направлении ориентации соответственно равны 3,52-104 и 3,00-104 МН/м2, а в поперечном направлении — 0,26-104 МН/м2 (для капрона).[2, С.282]
В полимерах невысокой молекулярной массы разрушение происходит не столько за счет разрыва химических связей, сколько за счет скольжения молекул, т. е преодоления сил межмолекулярпого взаимодействия С ростом молекулярной массы увеличивается вклад в ат химических связей, н при достаточно высоких значениях молекулярной массы разрушение происходит за счет разрыва в основном химических связей к ат уже н зависит от молекулярной массы. В неориентированных полимерах только часть макромолекул (~'/з) нагружена, поэтому от неориентированных полимеров примерно в три раза ниже от предельно ориентированного полимера. Для них также характерно снижение от с уменьшением молекулярной массы.[3, С.318]
Так как U0 слабо зависит от молекулярной ориентации, то следует ожидать, что основной эффект изменения а с ориентацией проявится в изменении со, |3 и коэффициента А = А(а, Т), который с увеличением ориентации немного возрастает вследствие увеличения числа цепей на единичную площадь поперечного сечения и уменьшения сор. В предельно ориентированном состоянии, если UQ в соответствии с экспериментальными данными сохраняет то же значение, что и в неориентированном состоянии, флуктуационный объем со уменьшается в шесть раз. Это объясняется тем, что в ориентированном .состоянии на пути трещины рвется каждая цепь, поэтому Л=Х0, что в три раза меньше, а ХЛ=Х0, что в два раза меньше, чем у неориентированного полимера. Разрывная длина химической связи А,м не меняется. Если еще учесть, что с увеличением степени ори-ентации хрупкое состояние полимера при той же температуре приближается к нехрупкому состоянию, характеризующемуся коэффициентом концентрации напряжения в вершине трещины, в несколько раз меньшим, то прочность предельно ориентированного полимера по сравнению с неориентированным полимером в хрупком состоянии должна быть больше в JO — 20 раз.[2, С.328]
Рассмотрим разрыв предельно ориентированного образца— полоски полимера с заданной молекулярной массой М, полагая, что распределение по размерам макромолекул столь узкое, что разбросом можно пренебречь.[4, С.151]
Оцененная таким образом для предельно ориентированного полимера теоретическая прочность при сдвиге вдоль оси ориентации тот (тип III на рис. 1.1) значительно меньше ат при растяжении, так как в первом случае преодолеваются силы межмолекулярного взаимодействия, а во втором рвутся химические связи. При сдвиге перпендикулярно направлению ориентации (тип IV на рис. 1.1), наоборот, тт значительно больше, чем при поперечном растяжении (тип // на рис. 1.1), так как при поперечном сдвиге рвутся химические связи, а при растяжении преодолеваются силы межмолекулярного взаимодействия. Так же ведут себя и модули упругости G и Е.[6, С.19]
При одном и том же значении долговечности отношение прочности предельно ориентированного а' и неориентированного полимера а равно (см. рис. 83):[4, С.145]
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.