Прочность полиэтилена под действием кратковременных и длительных нагрузок изучали Рейнхарт [536], Рихард и другие авторы [537—551]. Финдли и Кхосла [543] привели результаты испытаний полиэтилена на ползучесть под действием растягивающих сил. Наблюдающиеся деформации сравнены с теоретическими, вытекающими из уравнений ползучести:[9, С.234]
С повышением температуры действие любой агрессивной среды на 'полимерный материал усиливается. Так, прочность полиэтилена в 75%-ной серной кислоте при повышении температуры от 20 до 35 °С практически сохраняется (92 и 93% соответственно); то же и в 60%-ной фтористоводородной (плавиковой) кислоте (95 и 94%), однако при повышении температуры до 50°С прочность снижается до 88% [67]. При нагревании до 90—'100 °С разрушающее напряжение при растяжении полиэтилена в 95%-ной серной кислоте за 200 ч уменьшается «а 70%, а за 400 ч на 90% и относительное удлинение понижается соответственно на 96 и 98% [68]. Влияние температуры в значительной мере уменьшается при наполнении 'полиэтилена: при нагревании от 20 до 80 °С в 10%-ной соляной кислоте коэффициент стойкости стеклонаполненного полиэтилена понижается только на 3% [65].[3, С.60]
На прочности могут сильно отражаться такие факторы, как разветвленная структура, ухудшающая упаковку макромолекул * (меньшая прочность полиэтилена высокого давления по сравнению с полиэтиленом низкого давления), сшивание (зависимость прочности вулканизатов эластомеров от числа поперечных связей), регулярность строения полимерной цепи и наличие кристаллической фазы (высокое разрывное напряжение волокна, полученного из стереорегулярного полипропилена).[2, С.424]
Полагая энергию связи С—С и отвечающую ей частоту собственных колебаний в полиэтилене такими же, как в этане [66], рассчитывают теоретическую прочность полиэтилена ас-с, которая оказывается равной: огС-с = —^- ^ 6- 1СГ4 дин/связь. Экспериментальным путем найдено, что стС-с = 5,7-10~4 дин/связь.[4, С.51]
Рис. 80. Зависимость максимальной напряженности при пробое от радиуса кривизны игольчатого электрода (--------) для полиэтилена при 333 К и расстоянии между электродами 50 мкм (—•------------внутренняя прочность полиэтилена при 333 К).[5, С.138]
Наиболее достоверные данные, полученные для полиамида (ол = 1,7- 10~20 мм3) и полиэтилена (Ул=1,5- 10~20 мм3), можно сравнить с данными, рассчитанными по формуле (2.6), приняв: ?i>=345 кДж/моль для связи С — С и теоретическая прочность полиэтилена равна 35,2 ГПа; ?D = 304 кДж/моль для связи С — N и теоретическая прочность полиамида равна 30 ГПа. Результаты, приведенные в табл. 2.2, хорошо согласуются с данными Губанова и Чевычелова.[6, С.27]
Напряженное состояние 'полимерных материалов усиливает действие агрессивных сред на полимерные материалы. Было установлено ,[70, 72, 73], что степень воздействия среды на полиэтилен в напряженном состоянии зависит от природы среды: органические соединения (бензол, толуол и хлороформ) вызывают значительное понижение напряжения при растяжении, тогда как вода (и воздух) не влияют на прочность полиэтилена. Это объясняется, по-видимому, различием в их полярности. Для стеклонаполненного полиэтилена приложение нагрузки (25% исходной прочности) лишыв очень незначительной степени усиливает снижение прочности при одновременном действии среды. Например, разрушающее напряжение при растяжении в серной и соляной 10%-ных кислотах за 7 сут уменьшилось на 3,2 и 2,7%, в уксусной— на 0,9%, в 10%-ном гидроксиде аммония — на 1,8%, в бензине — на 1,9%, в метаноле — на 4,0%,в моторном масле и этиленгликоле— на 0,7 и 0,6% и только в 'неполярном гептане оно уменьшилось на 15% по сравнению с этим же показателем в ненапряженном состоянии [44].[3, С.61]
Полагая, что радиус канала разряда в трансформаторном масле составляет 75 мкм, Мейсон рассчитал по формуле (160) зависимость t/np = /(/i) для полиэтилена при испытаниях на пробой в условиях наличия краевых разрядов в среде изоляционного масла. Результаты расчета удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, полученными при температуре окружающей среды 293 К, если принять ^пр = = 3-10® В/м. Это значение <Ё?Пр несколько меньше значения <>?пр = 7-108 В/м, определенного для полиэтилена в однородном поле при 293 К, поэтому предполагается, что под действием краевых разрядов происходит также локальное нагревание диэлектрика, снижающее элетрическую прочность полиэтилена. Соответствие экспериментальной и расчетной зависимостей ипр = f(h) (рис. 82) дает основание рассматривать краевые разряды как игольчатые продолжения электродов.[5, С.139]
Как видно из этих данных, в области низких температур (78 К) молекулярная масса не оказывает влияния на <5?пр. При комнатной температуре с возрастанием молекулярной массы наблюдается тенденция к увеличению электрической прочности. Этот вывод был подтвержден также Фишером и Ниссеном [109] на основании статистического анализа результатов пробоя пяти марок полиэтилена высокого давления. Оказалось, что при увеличении средней молекулярной массы от 4,2-Ю-4 до 11-Ю-4 наиболее вероятные значения электрической прочности при комнатной температуре возрастают от 8-Ю8 до 8,5-108 В/м (рис.88). С ростом температуры влияние молекулярной массы на Jfnp усиливается. Как видно из приведенных выше данных, при 353 К электрическая прочность полиэтилена высокого давления увеличивается в 1,8 раза с возрастанием средней молекулярной массы в 2,4 раза. Таким образом, влияние молекулярной массы на электрическую проч-Л0-704ность оказывается наиболее существен-[5, С.144]
Электрическая прочность кристаллических полимеров, содержащих кристаллическую и аморфную фазы, зависит как от степени кристалличности, так и от особенностей надмолекулярной структуры. Начиная с 60-х годов [4, с. 107], в ряде работ предпринимались попытки установить взаимосвязь между степенью кристалличности и электрической прочностью полимеров. Артбауэр на примере полиэтилентерефталата показал, что образцы с более высокой степенью кристалличности имеют и более высокие значения dTnp. Для полиэтилена разной плотности, сополимеров этилена с пропиленом и смесей полиэтилена высокой и низкой плотности было также установлено, что в области комнатных температур как для экспериментальных образцов [127], так и для изоляции кабелей [128] увеличение степени кристалличности материала сопровождается возрастанием <§Гпр (рис. 84). Однако некоторые авторы [115] указывают, что электрическая прочность полиэтилена при комнатной и более низких температурах уменьшается с увеличением степени кристалличности. Такое противоречие в оценке взаимосвязи между <ЁГпр и степенью кристалличности может быть связано с осложняющим влиянием надмолекулярных образований на й"пр.[5, С.141]
мость скорее всего носит дырочный или электронный характер. Возникающие при облучении тя/жкс-виниленовые связи по отношению к электропроводящим частицам могут играть роль ловушек [56]. Электрическая прочность полиэтилена, сшитого под действием электронов (4 Мэб), не снижается при увеличении температуры до уровня, определяемого теорией характеристической электрической прочности [57]. Это объясняется, по-видимому, стабильностью сетчатой структуры. Радиационное сшивание уменьшает проницаемость полиэтилена для кислорода, азота, углекислого газа и бромистого метила [58], что объясняется снижением коэффициента диффузии. Коэффициент диффузии водяных паров в полиэтилене снижается при радиационном сшивании, однако проницаемость сильно возрастает благодаря увеличению растворимости воды в полиэтилене [59]. Было установлено, что для облученного полиэтиленакоэффициенты проницаемости и растворимости в нем различных органических жидкостей при низких температурах выше, а при высоких ниже, чем для исходного полиэтилена [60]. Более высокие растворимость и проницаемость при низких температурах могут быть объяснены разрушением кристаллитов, а пониженные значения этих коэффициентов при высоких температурах — наличием сетчатой структуры.[7, С.171]
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.