ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Явления излома у полимеров из "Химия и технология полимеров Том 1" Обзор механических свойств полимеров был бы неполным, если хотя бы кратко не остановиться на рассмотрении основных проблем, касающихся поведения полимеров при изломе. [c.612] Порядок величин напрял ений излома при растяжении для высокополимерных веществ в общем от 10 до 10 дин/см К Напряжения излома аморфных полимеров — порядка 10 дин/см , кристаллические полимеры обладают несколько более высокой прочностью наивысшие значения напряжений излома для холодновытянутых кристаллических волокон 10 дин/см . [c.612] На рис. 55 приводятся данные, показывающие влияние кристаллизации на прочность в виде кривых растяжение — удлинение для различных видов иенаполненного каучука. Резиновые смеси, кристаллизующиеся при удлинении (например, натуральный каучук, неопрен, или бутилкаучук), характеризуются значительно более высокой прочностью, чем иекристаллизую-щиеся каучуки (бутадиен — сополимер пербунан и буна-З). [c.612] Сорта каучука, не кристаллизующиеся при удлинении, могут все же иметь высокую прочность, если перед вулканизацией они смешиваются с активной сажей. Усиливающее действие сажи основано, вероятно, на ее высоких адсорбционных свойствах по отношению к молекулам каучука. [c.612] Экспериментальные значения напряжений излома для полимеров лежат на один-два порядка пиже значений, получаемых в результате теоретической оценки напряжений излома для гомогенного материала, не имеющего дефектов. Так, папример, Марк [106] определил теоретическую прочность идеального полимера, состоящего из большого числа параллельных цепных молекул. Если предположить, что причина излома заключается в разрыве главных валентных связей, то получается теоретическое значение напряжения излома величиной порядка 10 дин1сл1 . Если принять, что причиной излома является преодоление вандерваальсовскргх сил отрыва молекулярных цепей друг от друга, то получается теоретическое напряжение величиной порядка 10 ° дин/см . [c.612] Дефектные места, обусловливающие возникновение вторичных фронтов излома, мож1И5 наблюдать с помощью электронного микроскопа. При этом видны пустоты в форме удлиненных эллипсоидов, больщая ось которых составляет около 0,5 мк. Однако ничего нельзя сказать о величине и форме дефектных мест до наступления изло.ма, так как сами дефектные места могут расширяться под воздействием волны излома. [c.614] Линии пересечения между различными фронтами излома можно рассматривать как ступени между частями излома высотой в 1 мк. По состоянию, положению и числу этих фигур излома можно определить как скорость распространения излома, так и число дефектных мест на единицу объема. [c.614] Следовательно, напряжение излома материала в большой мере определяется дефектными местами в нем, которые могут образоваться либо в результате нарушений в регулярном строении вещества, либо за счет рисок, надрывов или посторонних включений. Опасная в данных условиях негомогенность, которая является исходной причиной излома и степени концентрации напряжений, определяет величину напряжения излома. Следствием является то, что макроскопическое свойство, обозначаемое как напряжение излома, приводит к ряду специфических особенностей. [c.614] Напряжение излома не является константой материала, это скорее статистическое свойство в том смысле, что даже при полном исключении аппаратурных и субъективных ошибок измерений все же наблюдается разброс в значениях напряжений излома. Напряжение излома зависит от самого слабого пункта микроструктуры, поэтому естественно, что оно должно давать значительно больший разброс величин, чем, например, модуль упругости, зависящий от усреднениой структуры. Относительная погрешность значений напряжения излома у полимеров от 5 до Ю /,. Для точного воспроизведения функции распределения напряжений излома в полимере необходимо иметь исчерпывающие данные о распределении дефектных мест в материале [109, 110]. [c.614] Напряжение излома не является удельным свойством материала, т гк как оно ие зав исит ни от объема, ни от размеров рассматриваемого испытуемого образца. П])и одинаковых соотношениях напряжение излома будет тем ниже, чем больше объем рассматриваемого образца. Этот объемный эффект объясняется тем, что влияние наиболее слабых мест микроструктуры иа больнлой образец в среднем больше, чем на малый образец. Аналогично влияет на напряжение излома также и форма испытуемого образца. [c.614] Различают два вида излома 1) вязк1п , или излом с вытяжкой, при котором наступают большие деформации, и 2) хрупкий, сопро-вождаюш,ийся незначительными деформациями. [c.615] При вязком изломе (с вытяжкой) в каком-либо месте трубы происходит-вспучивание, связанное с очень большими местными деформациями механизм деформации здесь подобен механизму холодной вытяжки зависимость излома с вытяжкой (вязкого) от времени и температуры определяется аналогичной зависимостью самого процесса вытяжки. [c.615] Хрупкий излом, наступающий почти без предварительной деформации, связан с развитием тонких трещин (волосовин). Поэтому зависимость хрупкого излома от времени и температуры сильно отличается от аналогичных зависимостей при вязком изломе. В соответствии с этим считают, что хрупкий излом в противоположность вязкому значительно ускоряется в присутствии поверхностноактивных веществ. [c.615] Этими краткими сведениями о свойствах излома закапчивается обзор механических и термических свойств полимеров. Следует еще раз подчеркнуть, что этот обзор не может считаться достаточно полным, скорее целью его является на выбранных нескольких примерах дать краткий обзор этой интереснейшей области физики. [c.615] Теория линейных вязкоупругих свойств оказалась весьма плодотворной для объяснения ряда механических свойств полимеров. Эта теория дала возможность однозначно рассмотреть механические свойства полимеров при малых деформациях и низких напряжениях, интерпретировать надлежащим образом результаты, полученные при различных методах измерений, и сопоставить их, а также предсказать (при наличии удовлетворительных результатов измерений), как будет вести себя соответствующий полимер при любых механических нагрузках. Лишь развитие этой теории (1940—1950 гг.) дало возможность получить общее представление о механических свойствах полимеров. [c.615] Оба равенства заключают все основные выводы теории линейных вязкоупругих свойств. Обе переменные функции J( ) и G(t), определенные в пределах [() сх)], являются характеристическими функциями материала, полностью выражающими его общие вязкоупругие свойства. Видно, что в расчет деформации в момент времени t входит вся предыстория напряжений. Форма функции последействия J t) определяет силы внутренних возможностей материала. [c.616] На практике для определения характеристических величин J w G особенно пригодны три экспериментальных метода. [c.616] Вернуться к основной статье