ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение высокодисперсных ориентированных полимеров из "Высокодисперсное ориентированное состояние полимеров" Основное различие в экспериментальных и теоретических деформационно-прочностных кривых заключается в том, что теория предсказывает значительно меньший спад напряжения после достижения предела текучести, чем это наблюдается в экспериментах. [c.136] Теория Брауна может иметь ограниченное применение, так как она базируется на данных по низкотемпературному микрорастрескиванию. Пока неясно также, имеют ли особенности микрорастрескивания ПХТФЭ универсальный характер и можно ли их распространить на другие полимеры. Еще одним недостатком теории является отсутствие в ней выйодов о влиянии природы и свойств активной среды, что имеет решающее значение для понимания явления микрорастрескивания в целом. [c.136] Другими словами, на первой стадии растяжения полимера, в интервале деформаций от предела вынужденной эластичности до выхода кривой растяжения на плато, происходит формирование сравнительно узкой зоны пластически деформированного полимера и ее прорастание через все поперечное сечение испытываемого образца. Дальнейшая деформация осуществляется путем распространения сформировавшейся узкой зоны — шейки — на всю рабочую часть образца. Процесс холодной вытяжки полимера в адсорбционно-активной среде, несмотря на отмеченные выше различия, имеет много общего с хорошо изученным процессом деформации полимера на воздухе. Хотя при растяжении полимера в адсорбционно-активной среде не происходит образования монолитной шейки, пластическая деформация полимера на первых стадиях растяжения осуществляется в области вершин специфических микротрещин, прорастающих, так же, как и шейка, через поперечное сечение деформируемого полимера. [c.137] Детальное микроскопическое исследование позволило выявить некоторые особенности развития неупругой деформации ПЭТФ в ААС и сопоставить эти данные с кривой растяжения. На первой стадии растяжения в области предела вынужденной эластичности происходит зарождение и поперечный рост микротрещин (см. рис. 5.21,6). Как отмечалось выше, на этой стадии растяжения их рост происходит при очень малой и практически постоянной ширине [70]. Это вызывает рост числа микротрещин в деформируемом образце (см. рис. 5.20, кривые 1, 2 ). После того, как микротрещипы пересекут все поперечное сечение полимера (рис. 5.21,в), уменьшение напряжения в образце прекращается, и кривая растяжения выходит на плато. Дальнейшая деформация происходит путем продольного расширения микротрещин без возникновения и роста новых центров деформации. При этом количество микротрещин перестает зависеть от степени вытяжки. [c.138] В этом легко убедиться, изучая кривые растяжения полимера, полученные при изучении образцов различного поперечного сечения. Поскольку путь микротрещии неодинаков, очевидно, различается и время их прорастания через поперечное сечение. На рис. 5.22 показаны кривые растяжения ПЭТФ для образцов, имеющих различную толщину при их растяжении с постоянной скоростью в м-гексаноле при комнатной температуре [220]. Из рисунка следует, что если предел вынужденной эластичности и напряжение стационарного развития деформации практически не зависят от толщины образца, то удлинение, при котором кривая растяжения выходит на плато, закономерно возрастает при переходе от образцов с меньшим поперечным сечением к образцам с большим поперечным сечением. Полученный результат подтверждает вывод о механизме роста мнкротрещин, приведенный выше на основании прямых микроскопических наблюдений. [c.139] На рис. 5.23 показаны зависимости времени выхода кривых растяжения на плато для образцов ПЭТФ различной толщины, при их деформации в трех нормальных алифатических спиртах. Хорошо видно, что во всех случаях эти зависимости носят прямолинейный характер, свидетельствующий о независимости скорости роста микротрещии от толщины исследуемого образца. Из наклона зависимостей легко определить значение скорости роста микротрещин. [c.140] Таким образом, рассмотренные данные свидетельствуют о том, что кривая растяжения полимера в адсорбционно-активной среде содержит информацию об особенностях развития микротрещии и может быть использована для оценки скорости их роста. Найденная корреляция представляется весьма важной, поскольку, с одной стороны, позволяет установить взаимосвязь между процессом микрорастрескивания и механическим поведением полимера, с другой стороны, позволяет определить один из важнейших параметров микрорастрескивания — скорость роста микротрещии непосредственно из кривой растяжения полимера, которую обычно определяют на образцах с надрезами в условиях сложнонапряженного состояния. В работах [189, 190] были определены основные факторы, влияющие на рост мнкротрещин. В рассматриваемом случае изучение скоростей роста микротрещии, получаемых из кривой растяжения, позволяет связать процесс микрорастрескивания и механическое поведение материала в стандартных условиях — в условиях одноосного растяжения с постоянной скоростью. [c.140] Таким образом, между скоростью развития микротрещин в адсорбционно-активных средах и пределом вынужденной эластичности полимера существует отчетливая взаимосвязь. Это позволяет сделать вывод о том, что предел вынужденной эластичности полимера в адсорбционно-активной среде во многом определяется ростом специфических микротрещин, особенности развития которых сильно зависят от природы используемых жидких сред. Эффективность действия жидких сред, которую ранее оценивали по ее влиянию на предел вынужденной эластичности полимера, видимо, правильнее оценивать, исходя из особенностей роста мнкротрещин. [c.141] Из представлепных данных следует также, что кинетические эффекты, связанные с транспортом жидкой среды в места активной деформации полимера могут решающим образом влиять на его механическое поведение. Однако, как уже отмечалось выше, две использованные среды выпадают из зависимостей, приведенных на рис. 5.24. Особенностью этих сред, являющихся предельными углеводородами, оказывается значительно меньшая их вязкость по сравнению с остальными средами, действие которых на механическое поведение ПЭТФ изучалось в данной работе. Очевидно, что для этих сред кинетические эффекты оказываются несущественными. Главное значение в этом случае приобретает собственно адсорбционное взаимодействие полимер-среда, т. е. равновесный фактор, влияющий на деформацию полимера. [c.141] Важным фактором, определяющим механическое поведение полимера в адсорбционно-активной среде, являются условия его деформации. Рассмотрим как влияют на скорость роста микротрещин условия нагружения полимера. В работе [220] проводили вытяжку ПЭТФ в различных средах в широком интервале скоростей растяжения. Результаты этого исследования представлены на рис. 5.27, из которого следует, что скорость роста микротрещины нелинейно возрастает с увеличением скорости растяжения. Это хорошо согласуется с результатами, полученными при определении скорости роста единичной микротрещины [189, 190]. Видно, что кинетический фактор ограничивает скорость роста мнкротрещин во всем исследованном интервале скоростей растяжения, поскольку чем меньше молекулярные размеры и вязкость среды, тем выше скорость роста микротрещины. [c.143] Таким образом, изучая механические свойства полимера в ААС, можно получить ценную информацию о параметрах роста микротрещин. Однако такого рода данные являются усредненными и характеризуют механизм деформации полимера в весьма грубом приближении. Дело в том, что на основании этих данных невозможно описать и объяснить, например, зависимость числа микротрещии от условий нагружения [221]. [c.144] Полученные результаты позволяют сделать важный вывод о том, что значения скорости роста мнкротрещин, определяемые из кривых растяжения, являются некими усредненными величинами, которые необходимо сопоставить с данными, получаемыми из прямых микроскопических наблюдений. С этой целью в работе [224] измеряли скорости роста большого количества индивидуальных микротрешин (не менее 200 для каждых условий деформирования) и после статистической обработки полученные данные представляли в виде соответствующих распределений. [c.144] Вернуться к основной статье