Прочности полимеров

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Изменение прочности полимеров в процессе механической деструкции объясняется уменьшением молекулярного веса, появлением новых концевых групп, а также изменением конформа-ции макромолекулярных цепей [90] (рис. 23, 24). В случае вышеупомянутых двух полимеров отмечается, что по мере увеличения эффективности деструкции происходит уменьшение относительного удлинения и сопротивления разрыву и изменение модуля, определяемого химической природой исследуемого полимера.[22, С.56]

Увеличение прочности полимеров при вытяжке различные исследователи объясняют по-разному. Одни [483, с. 973 ] связывают увеличение прочности при ориентации с появлением анизотропии упругих свойств полимера, т. е. с увеличением модуля упругости в направлении вытяжки и уменьшением его в перпендикулярном направлении. Другие [65] предполагают, что увеличение прочности при ориентации связано с изменением соотношения между числом разрушающихся межмолекулярных и химических связей. Переход от разрушения связей одного типа к разрушению связей другого типа должен был бы сопровождаться увеличением модуля упругости в направлении ориентации. Однако было показано [474, с. 215], что для поливинилацетата увеличение прочности с увеличением степени ориентации было существенным, а увеличение модуля не наблюдалось.[16, С.178]

Временная зависимость прочности полимеров, рассмотренная в предыдущих разделах, наблюдается при действии на материал постоянных нагрузок (напряжений). Это явление было названо статической усталостью или длительной прочностью материала [12; 11.31]. Результаты экспериментальных и теоретических исследований статической усталости полимеров являются фундаментальными в выяснении природы и механизмов разрушения этих материалов, а также для инженерной оценки и прогнозирования долговечности изделий.[5, С.329]

Благодаря своему фундаментальному значению широко исследовалась зависимость прочности полимеров под нагрузкой от времени, а температура считалась основным параметром. На рис. 1.4, 1.5 и 3.7 приведены диаграммы напряжение— время—температура для различных термопластов. Имеется много объяснений явления задержки окончательного ослабления образца относительно начального момента воздействия нагрузки. Одна группа объяснений опирается на чисто статистическое рассмотрение. В таком случае долговечность 1ъ обратно пропорциональна вероятности осуществления определенного акта повреждения в остальном не поврежденного материала.[1, С.277]

Рис. 122. Изменение предела прочности полимеров при растяжении (ав)[2, С.477]

В книге излагаются современная теория прочности полимеров и механизмы их разрушения в различных структурных и релаксационных состояниях с позиций термодинамической и кинетической теорий и микромеханики разрушения. Рассмотрено влияние различных факторов (температура, поверхностно-активные среды, проникающее излучение и молекулярная ориентация) на процессы разрушения. Отражены вопросы прогнозирования прочностных свойств полимерных материалов.[3, С.631]

Существующие кинетические концепции температурно-времен-ной зависимости прочности полимеров делятся на два класса. В одних считается, что основным механизмом, определяющим эту зависимость, является флуктуационный разрыв химических связей макромолекул. В других, что под нагрузкой развивается процесс микровязкого течения, в результате которого спутанные макромо-лекулярные клубки распрямляются. При этом число держащих нагрузку цепей, пересекающих единичное сечение, уменьшается до тех пор, пока нагрузка на цепь не достигнет ее критической прочности. Тогда образец разрушается атермически. По-видимому, первая концепция лучше отражает действительные процессы, протекающие в аморфно-кристаллических полимерах под нагрузкой. Если бы процессом, подготавливающим разрыв, было микровязкое течение, тО на энергию активации lfao существенно влияли бы факторы, регулирующие межмолекулярное взаимодействие, такие как ориентация и "пластификация, а также длина цепей. Однако экспе-* римент показывает, что энергия активации "а0 не зависит ни от ориентации, ни от наличия пластификаторов, ни от молекулярной массы [16]. Кроме того, если бы за разрыв образца были ответственны межмолекулярные силы, то 1Гао не должна была бы-обнаруживать корреляцию с энергией активации термодеструкции.[4, С.206]

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.[5, С.282]

Подробно об электрической прочности полимеров см. в работах [61,62].[4, С.263]

Как отмечает Берри, исследования прочности полимеров развиваются в двух направлениях. Первое относится к механике разрушения и к энергетическому подходу исходя из работ Гриффита и модели упругого твердого тела с микротрещиной, т. е. рассматриваются макроэффекты разрушения. Второе направление относится к физике (кинетике) разрушения и рассматривает молекулярно-атомные механизмы и микромеханику разрушения. На Западе предпочитают первый подход (Гриффита), в СССР — второй (Жур-кова). Рассмотрим вначале результаты первого подхода к эластомерам. В этих опытах исследования механики разрушения проводились на образцах эластомеров и резин с искусственными надрезами. Методика испытания образцов с надрезом получила название испытания на раздир, который широко изучался в работах Ривлина и Томаса [12.1], Томаса [12.2] и других исследователей [12.3; 12.4; 82]. В процессе испытаний на раздир определялась энергия разрушения, которая зависела от заданной скорости движения зажимов. Энергия раздира включает свободную энергию образования новых поверхностей и механические потери, причем механические потери столь велики, что превышают свободную поверхностную энергию на много порядков. Эластомер считается тем прочней, чем большие затраты работы внешних сил требуются на раздир.[5, С.334]

Наиболее резкое уменьшение электрической прочности полимеров разного строения (см. рис. 7.20, 7.21) происходит в температурных интервалах, где для аморфных полимеров реализуются ки-[5, С.208]

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

Решение задач по химии любой сложности. Для студентов-заочников готовые решения задач из методичек Шимановича И.Л. 1983, 1987, 1998, 2001, 2003, 2004 годов.

Статья по теме: Прочности полимеров

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ