ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние структуры и температуры на процесс разрушения высокоэластических полимеров из "Прочность и разрушение высокоэластических материалов" На процесс разрушения пространственно-структурированных каучукоподобных полимеров, типичными представителями которых являются ненаполненные резины, в сильной степени влияют число поперечных связей (узлов) или число цепей пространственной сетки в единице объема резины, полярность каучука и температура. Исследование влияния этих факторов на механизм разрущения было проведено в работах зо. [c.113] Соотношение между шероховатой и гладкой зонами поверхности разрыва сильно зависит от густоты пространственной сетки резины (числа поперечных связей в 1 см ), о которой можно судить по величине равновесного модуля резины. Чем меньше высокоэластический модуль (т. е. реже пространственная сетка), тем быстрее растет шероховатая зона и тем скорее зеркальная зона разрыва полностью вытесняется шероховатой. С увеличением числа поперечных связей скорость образования и роста надрывов уменьшается, образующиеся тяжи становятся тоньше, и характерная для низкомодульного полимера шероховатая поверхность первой зоны переходит в матовую. Зеркальная зона, постепенно вытесняя щероховатую, покрывается все более многочисленными и тонкими линиями скола. [c.113] Двухзонность поверхности разрыва характерна для всех типов резин . Однако каждый полимер, в зависимости от числа полярных групп и интенсивности межмолекулярного взаимодействия, имеет свои особенности. Чтобы обнаружились следы шероховатой зоны в неполярных каучуках, достаточно нескольких минут действия нагрузки при обычных температурах, а для полярных требуется значительное время. Например, для ненаполненной резины из каучука СКН-26 с равновесным модулем около 3 кгс см шероховатая зона только начинает появляться после 3 ч нагружения при 20 X и становится заметной лишь после 30 ч действия нагрузки. Указанная тенденция сохраняется и при большей интенсивности межмолекулярного взаимодействия. Для резин на основе сильнополярного каучука СКН-40 недостаточно даже 500 ч, чтобы шероховатая зона достаточно четко выявилась на поверхности разрыва. [c.114] Таким образом, с увеличением полярности каучука и частоты пространственной сетки наблюдается тенденция к переходу от механизма разрушения, специфичного для каучукоподобных полимеров, к механизму разрушения, общему для всех твердых тел. При этом образуется зеркальная поверхность разрыва (рис. 70), так как первичная трещина успевает прорасти через все сечение прежде, чем образуются вторичные. [c.114] Влияние температуры на соотношение шероховатой и зеркальной зон поверхности разрыва различно для резин нз СКС-30 и СКН-40. Если сравнивать поверхности разрыва резины при разных температурах и одинаковой долговечности, то наблюдается общее правило с повышением температуры шероховатая зона постепенно вытесняет зеркальную, независимо от типа каучука. Если же сравнивать поверхности разрыва под действием одного и того же растягивающего напряжения, то влияние температуры на соотношение зон оказывается различным для полярных и неполярных каучуков. Это видно из табл. 4. [c.115] У резины из СКС-30 с повышением температуры площадь шероховатой зоны уменьшается, но средняя скорость V ее образования возрастает. Этот странный факт объясняется тем, что хотя с повышением температуры и увеличивается скорость образования и роста надрывов, но в силу особенностей этого полимера увеличение скорости роста трещин опережает увеличение скорости роста надрывов. В результате вторая стадия разрыва при высоких температурах начинается раньше, чем при низких, и зеркальная зона поверхности разрыва увеличивается, вытесняя щероховатую. Следовательно, при одном и том же напряжении при низкой температуре наблюдается медленный, а при высокой—быстрый высокоэластический)) разрыв. [c.116] У резины из СКН-40 при 20 С вообще не наблюдается заметной щероховатой зоны появляющаяся при 40 °С шероховатая зона с дальнейшим повышением температуры не увеличивается по площади, но скорость ее образования возрастает, в то время как долговечность резины уменьшается. Постоянство величины 2 характерно и для хрупких тел, у которых первая зона поверхности разрыва зеркальная. [c.116] Вернуться к основной статье