ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагружение волокон с постоянной скоростью и ступенчатое нагружение из "Разрушение полимеров" Исторически первые эксперименты со свободными механорадикалами с использованием метода ЭПР были выполнены в институте им. Иоффе в Ленинграде в 1959 г. [1] на размолотых или раздробленных полимерах, причем образцы исследовались после завершения процесса разрушения. Для объяснения влияния параметров структуры и условий нагружения на кинетику образования свободных радикалов под действием напряжения необходимо изучить поведение высоконапряженных цепей в процессе их нагружения методом ЭПР. Как подчеркивалось в гл. 5, заметное упругоэнергетическое деформирование цепи можно получить лишь в том случае, если цепь не может сама снять свое напряжение путем изменения конформации или проскальзыванием в поле приложенных одноосных сил. Наоборот, механический разрыв цепи должен указывать, что в момент разрыва не только были достигнуты осевые напряжения ф, равные прочности цепи 1 )с но и что подобное состояние сохранялось в течение времени, равного средней долговечности Тс сегмента цепи. [c.187] Если частично кристаллические микрофибриллы находятся под напряжением, то вызываемое им деформирование будет неоднородным с точки зрения молекулярных представлений, так как деформирование связано только с аморфными областями. Как показано в гл. 5, наибольшие напряжения испытывают натянутые сегменты цепей, на которые и распределяется деформация аморфной области. Поэтому следует ожидать, что напряжение, вызывающее разрыв цепей, придется на аморфные области. [c.188] В данной главе будем неоднократно возвращаться к вопросу о местоположении разрыва цепи. [c.189] Значения напряжений / — 0. 2 — 690, 3 — 760, 4 — 794, 5 — 828, 6 — 876, 7 — 897 МПа. [c.190] Установлено, что для разрушения цепей даже после релаксации напряжения (через 20 мин после начала процесса) не только необходима целостность кристаллических блоков, но такл е тесное постоянное боковое сцепление между микрофибриллами в фибрилле и между фибриллами в волокне. Как и в гл. 5, при детальном рассмотрении поведения одиночных цепей отметим, что сдвиговое смещение концов микрофибрилл в поле межфибриллярных сил сцепления допускает передачу усилий сдвига, которые накапливаются на пути передачи напряжения до величины осевого напряжения ст. Релаксация данного напряжения происходит при постоянном удлинении волокна. Продолжающийся разрыв цепей указывает, что осевые деформации микрофибрилл остаются постоянными в процессе подобной релаксации. Однако такие деформации могут быть постоянными лишь в отсутствие заметного проскальзывания микрофибрилл или фибрилл. [c.192] Ранее рассмотренное тесное боковое сцепление лучше объясняет более однородное уменьшение всех релаксационных модулей. К такому же выводу пришли Гезалов и др. [8], учитывая однородность напряжения, вызванного длительными изменениями модуля. [c.192] В связи с этим следующие утверждения будут служить основой математического анализа таких экспериментов по (статическому) разрыву цепей, как испытания при ступенчатом деформировании или невысокой скорости нагружения при достаточно низких температурах. [c.192] В данном разделе представлены только результаты математического анализа кинетики образования свободных радикалов. О возможной роли разрыва цепи при разрушении будет сказано далее в гл. 8. [c.193] Два последних условия, по-видимому, нереальны. Поэтому в первых теориях [3—7] предполагалось, что в волокнах имеются проходные цепи, принимающие различные конформации ( натяжение ). [c.196] Третий вариант объяснения данных, полученных при ступенчатых деформационных испытаниях, предложили Крист и Петерлин [9]. Они предположили для любого из упомянутых выше экспериментов существование неравномерного распределения деформаций вследствие различия длин нескольких тысяч одновременно напряженных волокон. Эффект неравных длин волокон, несомненно, расширяет имеющиеся распределения относительных длин цепей. Но преждевременные разрушения отдельных волокон и образование поверхностей их разрушения нельзя объяснить числом образовавшихся свободных радикалов. Чтобы в дальнейшем выяснить этот вопрос, Хассель и Деври исследовали свободные радикалы, образованные при деформировании ленты материала найлон-66 с высокоориентированными волокнами [10]. Они получили аналогичные гистограммы, которые оказались даже более широкими по сравнению с пучками волокна найлона-66. На микрофотографии поверхности разрушения ленточного материала, полученной с помощью сканирующего электронного микроскопа, показано, что в ленте, как и в нити, дефекты образуются по всему объему напряженного образца (рис. 7.8 и 7.9). Полученная поверхность разрушения проходит вдоль направления наименьшего сопротивления через ранее образовавшиеся дефектные зоны. Лишь при приближении к значению разрушающей деформации становится заметным различие между деформированием одиночного волокна и пучка волокон. Статистическое объяснение данного факта приведено в гл. 3. [c.196] Убедительные свидетельства в пользу предположения о том, что распределения длин сегментов являются макроскопическими, были получены в испытаниях со ступенчатым законом изменения температуры [И]. Эти испытания будут рассмотрены в разд. 7.1.3. [c.196] Вернуться к основной статье