ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зависимость динамических свойств от амплитуды деформации из "Реология полимеров" Характер зависимости напряжения от деформации при периодическом деформировании с большими амплитудами (в нелинейной области). Пунктирной линией показав эллипс, наблюдаемый при исследовании материала с линейными вязкоупругими свойствами. [c.318] Понятие о динамических функциях вводится в теорию вязкоупругости на основании анализа отклика системы па гармонически изменяющееся во времени напряжение или деформацию. При этом предполагается, что существуют такие малые амплитудные значения деформации у о и напряжения т,,, когда их отношение х /у о не зависит от Тд иуо1 определяется только частотой. Графическим отражением этого представления является эллиптическая форма фигур,, получаемых при записи экспериментальных результатов в координатах т — Y после исключения времени t, которое играет роль параметра в выражениях для т (i) ш у (t). [c.318] Степень нелинейности отклика системы на внехшаее воздействие зависит как от величины у о так и от свойств самой полимерной системы. Об этом можно судить, разлагая временную зависимость напряжений в гармонический ряд и сравнивая амплитуды первой и высшей гармоник. [c.319] Филиппов показал , что для многих полимерных систем вплоть до очень больпшх амплитуд порядка нескольких единиц (сотен процентов деформации) кроме первой обнаруживается только третья гармоника, причем отношение амплитуд третьей гармоники к первой не превышает 5%. Это означает, что отклик системы вплоть до очень больших деформаций можно считать линейным и пользоваться для характеристик динамических свойств величинами О ш С , определенными так, как это делается в области малых амплитуд. Увеличение амплитуды приводит к тому, что обе эти величины С ж Сг становятся зависящими от у о при слабом (часто пренебрежимо малом) отклонении характера изменения напряжения от заданного синусоидального режима деформирования. Такая особенность действия больших амплитуд типична для полимерных систем, способных проявлять очень большие обратимые деформации. [c.319] Зависимости С (у о) и О у о), показанные на рис. 3.42, вполне типичны для однокомнонентных полимерных систем. Введение наполнителя приводит к тому, что нелинейность режима деформации начинает наблюдаться при существенно меньших амплитудах, чем для ненаполненных полимеров. [c.320] Уменьшение значений динамических характеристик т] и С полимерных систем с повышением амплитуды деформаций происходит не только тогда, когда колебания создаются в покоящемся материале, но и при одновременном воздействии колебаний и установившегося течения. Из рис. 3.43 видно, что при одной и той же амплитуде воздействие ортогональных колебаний на динамическую вязкость тем меньше, чем выше скорость деформации. Это обусловлено тем, что течение само по себе приводит к снижению динамической вязкости, и поэтому увеличение-амплитуды оказывается лишь дополнительным фактором влияния на релаксационные свойства системы по отношению к более сильному воздействию сдвигового течения. [c.320] При рассмотрении рис. 3.44 важен ответ на вопрос, сколь далеко можно продвинуться вниз но огибаюш ей после выхода из линейной области постоянных значений (г] . Для установившегося течения известно, что нельзя неограниченно повышать скорость сдвига из-за того, что при достаточно высокой скорости полимер переходит в вынужденное высокоэластическое состояние, теряет способность к течению и отрывается от твердой стенки измерительного устройства. Совершенно аналогичная ситуация возникает и при циклическом деформировании с большими амплитудами и высокими скоростями деформации Yo. Здесь также существуют критические значения у о при которых режим колебаний нарушается из-за того, что полимер отрывается от твердой стенки прибора. Это ограничивает возможное продвижение вдоль огибающей рис. 3.44, которого можно было ожидать, еслц бы удалось повышать у о при сохранении условий гармонических колебаний. [c.322] Периодические колебания (вибрации) с большими амплитудами (как и стационарное течение) оказывают на структурные связи, существующие в полимерной системе, разрушающее воздействие. Свидетельством этого является изменение динамических характеристик материала после воздействия колебаний при отдыхе материала . Обе компоненты динамического модуля G и G снижаются в результате вибраций с большими амплитудами и постепенно восстанавливаются при отдыхе. Это означает, что воздействие таких колебаний на состояние полимера носит тиксотропный характер. [c.322] например, при некоторой частоте комплексный модуль упругости в линейной области составляет GO. Пусть затем полимер подвергается воздействию вибраций с большими амплитудами, и прослеживается изменение модуля G во времени путем его измерений при малых амплитудах. Результатом вибраций является снижение модуля. Кинетика изменения отношения п (t) = G (t)/Gl при отдыхе характеризует восстановление исходной струйтуры полимерного материала, измененной вибрационными воздействиями. [c.322] Изменения вязкоупругих свойств материала, вызванные вибрационным воздействием на полимерную систему, затрагивают довольно широкую область времен релаксации, так что но кинетике тиксотропного изменения значений динамических функций, отвечающих различным частотам, можно косвенно судить о структурных процессах при отдыхе материала. Восстановление измененного деформированием (будь то течение или вибрации с большими амплитудами) релаксационного спектра полимерных систем составляет основу часто наблюдаемых для них тиксотропных явлений. [c.322] Вернуться к основной статье