На главную

Статья по теме: Релаксацией напряжения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Процесс развития трещин тесно связан с релаксацией напряжения. Особо велика роль этого явления у вершины трещины, где напряжение достигает максимального значения. В связи с тем что время релаксации быстро падает с ростом напряжения (с, 412), происходит выравнивание напряжения (снятие пиков), что задерживает преимущественный рост какой-либо определенной трещины Именно поэтому успевают развиться наряду с первичными трещинами и вторичные. У силикатных стекол, у которых релаксация напряжения практически отсутствует, разрушение образца наступает раньше, чем могут распространиться вторичные трещины.[5, С.419]

Конформационные переходы цепи с кинк-изомерами, свободная энергия которой при наличии напряжения представляется сплошной линией (рис. 5.1), термодинамически необратимы, а внутренняя энергия переходит в тепло. Представляет интерес постоянная времени процесса перехода: если она мала по сравнению со временем, в течение которого происходит растяжение цепи, то кривая напряжение—деформация не слишком сильно отличается от кривой, соответствующей сплошной линии на рис. 5.1, а если постоянная времени слишком велика, то переходы могут быть запрещены и цепи деформируются эластично. Однако при промежуточных значениях постоянных времени наибольшие напряжения не полностью вытянутых цепей будут зависеть от скорости, с которой происходят конфор-мационные переходы, снимающие напряжение. Детальное рассмотрение данного явления потребовало бы изучения формы и взаимодействия цепных молекул, основ термодинамики необратимых процессов [15] и анализа потенциала вторичных, или вандерваальсовых, связей между сегментами [16]. Это привело бы к рассмотрению неупругого деформирования полимеров, которое не является предметом данной книги. Тем не менее все же представляет интерес некоторая информация относительно скорости переходов между различными кинк-изомерами, сопровождающихся релаксацией напряжения в системе. Так как любые переходы, приводящие к движению только одного кинк-изомера, обычно не вызывают удлинения цепи вдоль ее оси, то приходится учитывать по крайней мере одновременную активацию и аннигиляцию двух кинк-изомеров. Подобный процесс состоит из поворота четырех гош-связей и передачи поворота сегмента между кинк-изомерами; можно оценить энергию связи, необходимую для преодоления потенциального барьера, которая должна составлять 33,5 кДж/моль для поворота гош-связи [7] и (2,1—5) кДж/моль для вращения СН2-группы [17, 18]. Следовательно, чтобы преобразовать' весь кинк-изомер tgtgttgtgt в транс-конформацию, необходима энергия активации 46—63,6 кДж/моль. Можно предположить, что подобные преобразования напряженных цепей ПЭ к состоянию, свободному от напряжений, действительно происходят при скорости деформирования по крайней мере 1 с-1 при температуре ниже точки плавления, т. е. при 400 К. Теперь можно рассчитать скорость данного процесса при 300 К с помощью выражения (3.22), которая оказывается равной 0,0018 с~'. При деформировании цепи энергия активации вращения сегмента только убывает, а скорость переходов, сопровождающихся ослаблением напряжения, возрастает [19]. С учетом подобного[1, С.130]

Релаксацией напряжения называют -процесс перехода к состоянию равновесия при данной температуре и постоянной деформации. Если полимер .подвергнуть воздействию механического поля, то макромолекулы будут изменять свои конформации. Движением отдельных звеньев, групп звеньев, боковых цепочек и других более крупных частей макромолекулы соответствуют свои времена релаксации, т. е. скорость изменения конформации макромолекулы в целом определяются спектром времен релаксации, которые измеряются методами релаксационной спектроскопии [19, с. 95].[7, С.39]

Квазихрупкое состояние наблюдается в интервале между Тхр и Гкхр и характеризуется релаксацией напряжения в перенапряженных местах структуры. Рассмотрим в этом интервале образец, растянутый до заданной деформации е = const. Чем выше температура, тем быстрее идет процесс релаксации. При относительно высоких температурах релаксация локальных напряжений происходит быстро по сравнению с временем наблюдения. В результате устанавливается стабильное состояние с меньшим коэффициентом перенапряжения -л (рис. 3.3).[10, С.47]

Остгофф, Бюхе и Грабб [18] нашли, что смеси полидиметилсилоксана (очищенного1 от следов кислых и основных веществ, остающихся от катализатора полимеризации), вулканизованные электронами с энергией 800 кэв при дозе. 10 мегафэр, не обладают (или обладают только в очень малой степени) релаксацией напряжения при 130°. Подобный же образец, вулканизованный перекисью бензоила, релаксирует гораздо быстрее, и было сделано предположение, что это происходит вследствие наличия кислотных продуктов разложения перекиси, которые вызывают перегруппировки цепей, сопровождающиеся релаксацией напряжения.[11, С.195]

Первый переход, соответствующий температуре стеклования Тс, наблюдается ,в зависимости от содержания ионизированных групп в образце в области температур от _72 до —20 °С, а второй Tt вблизи комнатной температуры. В промежуточной области температур (между Тс и Tt) четвертичная соль подобна вулканизату с кова-лентными связями. При температурах выше Tt она характеризуется быстрой релаксацией напряжения, что свидетельствует о преобладании слабых вулканизацион-ных связей [48]. Роль «ковалентных» связей в промежуточной области Tc—Tt выполняют ассоциаты ионов, названные авторами «Сандвичевыми» структурами.[8, С.152]

Действие ионизирующих излучений на силиконовые полимеры представляет большой интерес и могло бы иметь одно из наиболее существенных применений, так как под действием излучений вулканизация проходит гораздо быстрее и эффективнее, чем под действием любых известных химических агентов. Вулканизаты не подвергаются дополнительному сшиванию при высоких температурах эксплуатации и обладают гораздо меньшей релаксацией напряжения, чем вулканизаты, полученные обычным химическим путем. По данным Лоутона, Бюхе и Бал-вита [9], полидиметилсилоксан сшивается при воздействии электронов с энергией 800 кэв. В патентах фирмы «Дженерал электрик компани» [16] описывается вулканизация полидиметилси-локсановых соединений, содержащих 45 частей белой сажи и 50 частей сажи. Смеси с белой сажей достигают максимальной прочности на разрыв (66,6 кг/см2) примерно при 4 мегафэр,[11, С.193]

.Если в момент времени *=0 мгновенно задана деформация 60, то вследствие Р. я. напряжение, необходимое для поддержания постоянного значения деформации, со временем постепенно уменьшается. Эта форма механич. Р. я. наз. релаксацией напряжения. В зависимости от того, способно или не способно релаксирующее тело к развитию необратимых деформаций, напряжение o(t) соответственно либо снимается полностью, либо достигает конечного равновесного значения. В области линейного механич. поведения:[12, С.165]

1. Расплав охлаждается и затвердевает, вследствие чего поверхность образца твердеет. Это приводит к возникновению термических (упругих) напряжений, сжимающих расплав вблизи поверхности образца и растягивающих его в середине [42]. Если пренебречь релаксацией напряжения при охлаждении расплава, то уровень «замороженных» внутренних напряжений можно оценить, используя выражение (14.1-9), позволяющее рассчитать для плоской формы размеры каждого слоя в момент его затвердевания. Такого рода[2, С.540]

ционного разрушения с ростом температуры, происходит до известного предела. При некоторой температуре, зависящей от деформации (начального напряжения), графики (рис. 6.11) проходят через минимум [225]. Дальнейшее повышение температуры, сопровождаемое интенсивной релаксацией напряжения, приводит к снижению скорости разрушения и, следовательно, к увеличению долговечности. С физической точки зрения это явление вполне объяснимо. При неизменной деформации напряжение в образце понижается соответственно умень-[6, С.219]

2. Образец полимера подвергают очень быстрой (практически мгновенной) деформации е и закрепляют в деформированном состоянии. При этом в образце возникает напряжение ао, значительно превышающее равновесное напряжение аравн. Со временем в результате перегруппировки звеньев и изменения конформаций макромолекул напряжение в образце уменьшается (рис. V. 10). Этот процесс называется релаксацией напряжения.[3, С.147]

... 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. Тадмор З.N. Теоретические основы переработки полимеров, 1984, 632 с.
3. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
4. Браун Д.N. Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров, 1976, 257 с.
5. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
6. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров, 1978, 312 с.
7. Воробьёва Г.Я. Химическая стойкость полимерных материалов, 1981, 296 с.
8. Донцов А.А. Процессы структурирования эластомеров, 1978, 288 с.
9. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
10. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
11. Бовей Ф.N. Действующие ионизирующих излучений на природные и синтетические полимеры, 1959, 296 с.
12. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
13. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6, 1961, 854 с.
14. Саундерс Х.Д. Химия полиуретанов, 1968, 471 с.

На главную