На главную

Статья по теме: Вязкоупругого поведения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Другой особенностью вязкоупругого поведения является восстановление деформации после прекращения действия внешних сил. Такое восстановление может быть полным, частичным или вообще отсутствовать в зависимости от числа Деборы **. Восстановление деформации было рассмотрено ранее в связи с явлением разбухания экструдата. Более четко это явление было продемонстрировано Капуром [9]. Снова рассмотрим два одинаковых капилляра типа изображенного на рис. 6.1. Один содержит ньютоновскую жидкость, другой — расплав полимера. Заранее введем в жидкости метки, а затем на короткое время приложим давление. Поведение ньютоновской жидкости соответствует урав-нению (6.2-1). После прекращения[2, С.138]

Общие закономерности вязкоупругого поведения наполненных полимеров в зависимости от их химической природы и гибкости цепи проявляются при изучении его температурно-частотной зависимости. Вязкоупругие свойства обычно исследуются методом приведенных переменных [198] с использованием метода преобразования температурных и частотных шкал. При этом экспериментально получаемые величины, в частности динамический модуль, совмещаются в одну обобщенную кривую, охватывающую очень широкий диапазон частот и температур (метод ВЛФ). В ряде проведенных к настоящему времени исследований была показана применимость уравнения Вильямса — Лэндела — Ферри к наполненным системам, преимущественно к эластомерам [234—242]. Температурная зависимость времен релаксации и запаздывания различных наполненных вулканизатов также может быть описана с помощью, уравнения ВЛФ:[5, С.136]

Большая часть ранних исследований линейного вязкоупругого поведения высокомолекулярных соединений была посвящена аморфным полимерам. Это связано с тем, что аморфные полимеры обнаруживают более четко выраженные изменения вязкоупругйх свойств в зависимости от частоты (а также, как будет показано ниже, и от температуры), чем кристаллические полимеры.[8, С.125]

Хотя эта модель и описывает главные элементы вязкоупругого поведения полимера, она тоже является упрощенной, так как вязкое течение реального полимера, имеющего широкое ММР, не является ньютоновским, а упругая часть деформации отклоняется от закона Гука. Очень важно также, что поведение реального полимера не может описываться одним временем релаксации, а требует привлечения целого спектра (набора) времен релаксации для объяснения различных этапов деформации. Это учитывается в модели полимера, предложенной В. А. Каргиным и Г. Л. Слонимским. Модель, подобная изображенной на рис. 43, принимается ими за мо-[11, С.98]

Здесь G (t—f)— релаксационный модуль. Его конкретный вид зависит от механической модели, используемой для описания реального линейного вязкоупругого поведения. Например, для одного максвелловского элемента, состоящего из соединенных последовательно пружины G и поршня т)„, получим определяющее уравнение в виде:[2, С.143]

Во многих случаях практического применения полимерных материалов, несмотря на то что деформации вплоть до разрушения изделия остаются обратимыми, закономерности вязкоупругого поведения не удовлетворяют тем требованиям линейности, которые налагаются принципом суперпозиции Больцмана. Это может быть обусловлено различными причинами. В первую очередь следует учитывать, что принцип суперпозиции относится к малым деформациям**, поскольку по смыслу его определения речь идет о наложении эффектов, связанных с действием малых деформаций, и этот подход не распространяется на большие деформации. Указанное ограничение относится, в частности, к синтетическим волокнам, деформации которых превышают 10% или, в особенности, к эластомерам, которые могут подвергаться деформациям, достигающим сотен процентов.[8, С.182]

Несмотря на то что предложенное Смитом описание кривой напряжение — деформация имеет весьма ограниченную сферу приложения в связи с малой величиной областей линейного вязкоупругого поведения застекло-ванных полимеров, его представления о необходимости точно измерять форму кривой и о возможности построения обобщенных кривых, выражающих зависимость напряжения при заданной деформации от скорости деформации и температуры, имеют общее значение и поэтому получили дальнейшее развитие. Так, для ряда материалов, у которых выявлена существенная зависимость параметров релаксационных процессов от величины деформации, что свидетельствует о выходе за пределы линейной вязкоупругости, были получены обобщенные кривые, выражающие изменение напряжения при заданной деформации в широком диапазоне температур [2].[6, С.200]

При деформировании эластомеров большую роль играют нестационарные эффекты, развивающиеся в период, когда напряжение сдвига еще не достигло или уже превысило устойчивое значение. Для линейного вязкоупругого поведения материала напряжение при постоянной скорости сдвига .во времени (с момента приложения нагрузки) должно увеличиваться монотонно, асимптотически приближаясь к постоянному значению (рис. 1.11). При этом вначале (в области возрастающей ветви кривой) материал ведет себя подобно упругому телу, и тангенс угла наклона касательной к кривой в начале координат приближенно может характеризовать мгновенный (динамический) модуль упругости [6]. Асимптота, к[3, С.29]

Наиболее полную информацию о вязкоупругом поведении полимеров можно получить, лишь учитывая распределение времен релаксации, т. е. пользуясь представлениями о спектрах времен релаксации. Наиболее общим методом описания вязкоупругого поведения полимеров является, по-видимому, метод, основанный на решении уравнения .последействия Больцма-на — Вольтерры. Однако для описания динамических вязкоупругих и акустических свойств полимеров этот метод применяется крайне редко.[7, С.248]

Из всех особенностей реологического поведения расплавов полимеров, которые были рассмотрены выше, наиболее важной является снижение вязкости при увеличении интенсивности внешних воздействий. Это замечание не умаляет влияния нормальных напряжений и вязкоупругого поведения на формование и структурообра-зование в полимерах, но подчеркивает очень важную роль эффектов, связанных с «разжижением» расплавов полимеров.[2, С.140]

Экстремальное изменение напряжений — нелинейное вязкоупру-гое явление, поэтому оно не предсказывается в рамках теорий линейной вязкоупругости. Заметим, что в процессах переработки полимеров напряжения экстремально возрастают в периоды, соответствующие заполнению формы при литье под давлением и при получении заготовки в периодических процессах формования с раздувом. Полагают поэтому, что эта особенность реологического поведения оказывает влияние на ход этих процессов. Более того, особенности вязкоупругого поведения полимеров, в частности их способность к релаксации напряжений и упругому восстановлению, играют важную роль в процессах переработки полимеров (особенно сильно они влияют на структурообразование и формуемость). Как было показано в гл. 3, остаточные напряжения и деформации, существующие в изделии после формования, в значительной степени определяют его конечные морфологию и свойства.[2, С.139]

... 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. Вострокнутов Е.Г. Переработка каучуков и резиновых смесей, 1980, 281 с.
4. Чернин И.З. Эпоксидные полимеры и композиции, 1982, 231 с.
5. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
6. Малкин А.Я. Методы измерения механических свойств полимеров, 1978, 336 с.
7. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров, 1978, 312 с.
8. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
9. Шен М.N. Вязкоупругая релаксация в полимерах, 1974, 272 с.
10. Виноградов Г.В. Реология полимеров, 1977, 440 с.
11. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
12. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.

На главную