ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Модель полимерного тела из "Химическое строение и физические свойства полимеров" Цель данного раздела заключается не в том, чтобы ввести еще одну модель, а в том, чтобы, исходя из простых соображений, в дальнейшем перейти к упругим характеристикам полимеров, которые мы хотим определить из найденных параметров мел молекулярного и химического взаимодействий. [c.152] Многочисленные эксперименты по релаксации напряжения и ползучести полимеров свидетельствуют о том, что кривая релаксации (ползучести) состоит из двух отчетливо выраженных участков — участка быстрого спада напряжения (быстрого развития деформации) и участка медленного спада напряжения (медленного развития деформации). Схематически это изображено на рис. 5.1. Однако попытки описать эти кривые с помощью только двух времен релаксации (илн запаздывания), как правило, оканчиваются неудачей, поскольку привлечение только двух этих параметров не позволяет с достаточной точностью описать промежуточный участок релаксационных кривых. Для более точного описания этих кривых используют спектр времен релаксации (или запаздывания), например дискретный спектр, определяемый по Тобольскому — Мураками [48] и Бартеневу — Брюханову [49]. Следует заметить, что появление спектра времен релаксации было обосновано Каргиным и Слонимским при анализе предлогженной ими мпогоэлементной модели полимер-яого тела [50—52]. [c.152] В деформировании реального полимера существенную роль наряду со смещением структурных элементов играют повороты этих элементов относительно, друг друга это обстоятельство должно быть учтено при рассмютрении механической модели полимерного тела. Так как учет поворотов структурных элементов, особенно при больших деформациях, приводит к нелинейным явлениям, то ясно, что даже рассматривая модель в виде двух простых элементов, соединенных под определенным углом друг к другу, мы получаем систему нелинейных дифференциальных уравнений, решение которой приведет к спектру времен релаксации. При этом в спектре будут присутствовать как времена релаксации, присущие элементам модели, так и времена, которые появляются из-за нелинейности уравнений и которые будут зависеть либо от деформации (если рассматривается релаксация напряжения), либо от напряжения (если рассматривается ползучесть). [c.153] Почему же взяты два элемента А—Л, а не больше Основных причин здесь две. Как следует из динамических экспериментов (исследование температурно-частотных характеристик упругих, диэлектрических и магнитных свойств), полимеры е любых из перечисленных экспериментов обязательно имеют два максимума потерь (два перехода), каждый из которых можно описать с помощью модели А—Л. Кроме того, вычисления критических температур полимеров (температуры стеклования, плавления и деструкции) показали, что для их расчета достаточно учесть энергии химических и межмолекулярных связей. [c.154] При деформации полимерного тела приходится преодолевать упругость химической связи и силы межмолекулярного взаимодействия. Поэтому коэффициенты упругости Кг и Кз обозначают соответственно силовые постоянные межмолекулярного взаимодействия и химической связи. Модель А—Л в каждом элементе взята потому, что расстояние между молекулами определяется не только равновесным положением атомов при межмолекулярном взаимодействии, но и ориентационным механизмом, который влияет как на расстояние между молекулами, так и на длину самой молекулы. Отсюда следует вторая модель А—Л. [c.154] Угол а между элементами А—Л в отличие от традиционных моделей, в которых а = 0, взят произвольный. Условие аМ=0 делает рассматриваемую модель нелинейной, что позволяет в дальнейшем объяснить многие свойства полимеров при динамическом и статическом воздействии и в случае действия больших сил. Кроме того, эта модель (см. рис. 5.2) описывает сдвиг. [c.154] Предложенная модель позволяет учесть влияние плавления, размягчения и деструкции на механические и электрические свойства полимеров. [c.154] Покажем, что с помощью модели, изображенной на рис. 5.2, можно хорошо описывать экспериментальные данные по релаксации напряжения и ползучести. При этом получаются два основных времени релаксации, присущие данным элементам модели, и дополнительные времена релаксации (спектр), зависящие от основных времен релаксации (за1паздывания) и от деформации (напряжения). [c.154] Значения всех параметров видны на рис. 5.2, б. [c.155] Вернуться к основной статье