Состояние релаксационное деформационное

Исходя из изложенного выше, можно сказать, что изучение закономерностей проявлений механических свойств полистиролов складывается из выяснения температурно-временных границ областей релаксационных состояний и деформационных свойств полимера в пределах каждой области, а также из установления влияния физико-химических особенностей строения материала на положение границ областей и числовые значения показателей его свойств. [c.141]

Релаксационное (деформационное) состояние Вязкотекучее Высокоэластическое Стеклообразное Кристаллическое [c.72]

Авторы сознательно следуют устоявшейся, но не вполне строгой терминологии, введенной Каргиным и Слонимским [19]. В 50-е годы термин физические состояния был рекомендован, чтобы подчеркнуть возможность резкого изменения многих физических свойств полимеров в узком диапазоне изменения температуры без каких-либо химических (типа вулканизации) превращений, а также без фазовых переходов. С точки зрения физики термин физические состояния не имеет большого смысла, ибо нефизических состояний вообще не существует. Гораздо лучше передает суть дела предложенный Волькенштейном термин релаксационные состояния или его механический эквивалент (предложенный Бартеневым и позже используемый в данной книге) деформационные состояния . — [c.17]

Именно поэтому, рассматривая механические свойства полимеров, целесообразно вместо фазово-агрегатных состояний говорить о деформационных состояниях как уже упоминалось, это эквивалент термина релаксационные состояния . Стеклообразное состояние относится как раз к категории деформационных. [c.80]

В последних двух главах было показано, что это же относится и к откликам полимерных систем на электрические или магнитные воздействия здесь мож но говорить о немеханических аналогах релаксационных (или деформационных ) состояний и соответствующих переходов. В тех случаях, когда в электромагнитных релаксационных процессах участвуют те же релаксаторы — элементы структуры, что и в механических, области соответствующих состояний и переходов оказываются близкими, хотя и не обяза- [c.282]

Полимеры могут находиться в двух агрегатных состояниях (жидком и твердом), двух фазовых состояниях (аморфном и кристаллическом) и трех релаксационных (или деформационных) физических состояниях (стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем). Границы между этими физическими состояниями обычно характеризуют значениями температур стеклования с и текучести Гт. [c.34]

Рассмотрим атермический процесс разрушения в хрупком состоянии полимера, когда деформационные (релаксационные) потери первого вида практически не наблюдаются. В этом состоянии наблюдаются потери в виде рассеяния упругой энергии при разрыве химических связей в вершине микротрещины (потери третьего вида) и динамические потери — переход упругой энергии в кинетическую энергию раздвижения стенок трещины, которая затем рассеивается в теплоту (потерн второго вида). Потерн третьего вида, как уже известно, не зависят от скорости роста трещины и поэтому не дают вклада в кинетику разрушения. Вследствие этого кинетику разрушения атермического процесса разрушения, наблюдаемого при напряжениях о стк, определяют потери второго вида, зависящие от скорости роста трещины. [c.308]

Особенно велика роль сварочных процессов в создании неравновесных структур. Сварным соединениям присущи практически все виды гетерогенности- геометрическая, структурная, химическая и т.д. [13, 14]. Стремление системы эволюционировать в направлении более вероятных состояний приводит к развитию релаксационных процессов, проявляющихся в образовании сварочных дефектов как в процессе кристаллизации металла (горячие и деформационные трещины, газовые и шлаковые включения и т.д.), так и при вылеживании сварных конструкций [29, 30]. [c.19]

Для описания деформационного поведения и релаксационных процессов подобных тел предложены [167, 204] различные уравнения (Максвелла, Шведова, Кельвина — Майера, Больцмана, Нат-тинга и др.). Эти уравнения хорошо описывают деформационные свойства упруго-пластично-вязких тел, их изменение во времеии и показателя реологического состояния материала. [c.6]

Прочность полимеров тесно связана с их деформационными свойствами, зависящими от строения и физического состояния полимера. В различных физических состояниях полимер испытывает разные виды деформации и разрушения . Релаксационная теория деформации полимеров была впервые предложена Кобеко [c.65]

Реология — наука о деформациях и течении разнообразных реальных тел. Особенно характерно для реологии исследование деформационных процессов, протекающих во времени и приводящих к практически равновесным состояниям или к стационарному течению (релаксационных процессов). [c.156]

Так как изменения характера надмолекулярной организации макромолекул, состава компонентов в полимерных композициях, температуры полимера в конечном счете приводят к изменению эффективности межмолекулярного взаимодействия, то понятно, что все эти факторы весьма чувствительно влияют на величину и характер динамического модуля упругости и скорости звука. Таким образом, динамический модуль и скорость звука позволяют получить информацию двух видов во-первых, сведения о важнейших механических (деформационных) свойствах полимеров и, во-вторых, о структуре, строении и состоянии полимера. Кроме того, эти параметры позволяют изучить релаксационные процессы, которые и обусловливают важнейший комплекс физико-механических свойств полимеров. [c.258]

Для анализа механизма диффузионных процессов в напряженно-деформированных полимерах необходимо иметь полную характеристику их напряженного состояния и изменения этого состояния во времени. Для исследования деформационных и релаксационных свойств полимерных кольцевых образцов при сжатии предложен прибор, описанный ниже (рис. VI.9). [c.204]

В разных системах время релаксации различно. Так, в обычных низкомолекулярных жидкостях время релаксации составляет примерно 10 —10 ° с. Для полимеров время релаксации достигает нескольких суток и более. При исследовании релаксационных явлений большое значение имеет соотношение между временем релаксации и продолжительностью опыта. Если время релаксации во много раз меньше продолжительности опыта, то релаксационный характер явления не будет замечен экспериментатором и он будет считать, что имеет дело с обычным мгновенным переходом от одного состояния к другому. Напротив, если время релаксации во много раз больше продолжительности опыта, равновесное состояние не будет достигнуто. Типичный пример эффектов такого рода— петли гистерезиса, наблюдающиеся при снятии деформационных кривых в режиме нагрузка — удлинение и разгрузка — удлинение. [c.30]

Возможность генерации излучения в этой схеме определяется благоприятным сочетанием скоростей различных релаксационных процессов, характерных для рабочих уровней. Нижний рабочий уровень 10 0 и исходный для накачки уровень 02°0 благодаря ферми-резонансу (взаимодействие колебательных уровней близкой энергии и подходящей симметрии, в результате которого уровни отталкиваются друг от друга и приобретают смешанный характер в данном случае смешаны фундаментальное валентное полносимметричное колебание и обертон дважды вырожденного деформационного колебания молекулы СОг) сильно взаимодействуют друг с другом. Из-за этого взаимодействия и небольшого различия в энергии уровней ( 103 см ) нарушенное соотношение их термодинамически равновесных заселенностей восстанавливается при столкновениях молекул весьма быстро, за время с-Па, сравнимое с временем релаксации вращательных уровней. Кроме того, молекулы в состояниях 10°0 и 02°0 эффективно теряют энергию возбуждения при столкновениях с менее колебательно-возбужденными и невозбужденными молекулами. В частности, время колебательной релаксации нижнего рабочего уровня 10 0 с-Па. Верхний же рабочий уровень 00°1 [c.180]

На практике в подавляющем большинстве случаев приходится иметь дело с образцами и соединениями в конструкциях, характеризующимися существенной неоднородностью напряженного состояния. Для количественной оценки распределения напряжений необходимо использовать довольно громоздкий математический аппарат, не располагая, к тому же, необходимыми исходными данными (такими, как толщины, критерии прочности клеевого шва, его деформационные свойства). Положение осложняется еще и тем, что вследствие релаксационных процессов напряжения в клеевом шве во времени не остаются постоянными, а могут существенно перераспределяться. [c.88]

Прочность и релаксационные процессы в полимерах. Стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее состояние полимеров соответствуют различному деформационному или вязкоупругому поведению полимеров при малых напряжениях в определенных температурных областях. При больших напряжениях выявляются предельные свойства полимеров прочность, предел вынужденной эластичности, предел текучести и др. [c.76]

Надмолекулярные структуры и кристаллические образования, которые могут присутствовать в блочных полимерах в довольно больших количествах (70—90% у ПЭ, 95—98% у политетрафторэтилена и даже до 100% у полимерных монокристаллов), влияют на характер релаксационных процессов. Главной особенностью деформационных свойств полимеров, находящихся в стеклообразном состоянии, является их сильная зависимость от величины прилагаемой нагрузки. Причем, если при малых напряжениях характер изменения физических свойств объясняется линейной теорией вязкоупругости, то при высоких напряжениях необходимо использовать нелинейную теорию [4]. С учетом основных процессов молекулярной релаксации деформацию стеклообразных полимеров можно описать, используя пятиэлементную модель (рис. II. 14), отдельным элементам которой соответствует конкретный физический смысл. Так, пружина с модулем Ео описывает идеально упругую составляющую деформации, связанную с деформацией валентных углов и изменением межатомных расстояний. Элементу Кельвина Ех — т] приписывается молекулярный процесс, связанный с подвижностью боковых привесков основной полимерной цепи. Если полимерный материал подвергается внешнему воздействию в температурном интервале, где реализуется такой релаксационный процесс, то это может привести к ориентации [c.169]

Адгезионное взаимодействие обеспечивает способность жестких сетчатых полимеров к большим обратимым деформациям в адгезионном соединении, в несколько раз превосходящим их разрывные деформации в свободном соединении. Кроме того, адгезионное взаимодействие с полимером оказывает влияние на состояние поверхности подложки и на ее деформационно-прочностные свойства. Наконец, межфазные молекулярные силы определяют кинетику релаксационных процессов, что в конечном итоге определяет долговечность адгезионных соединений. Разумеется, проблемы прочности адгезионных соединений не исчерпываются вопросом о межфазных молекулярных силах. Однако их влияние разнообраз- [c.4]

На рис. 2-21 изображены деформационные кривые растяжения образцов изученных материалов. У материалов, находящихся при температуре испытания в стеклообразном состоянии, кривые растяжения имеют начальный крутой прямолинейный участок, соответствующий упругой деформации, и сравнительно пологий с убывающим модулем упругости. Очевидно, к упругой деформации под действием достаточно больших напряжений добавляется вынужденно-эластическая деформация, которая носит релаксационный характер. [c.57]

Основой разделения температурной шкалы на области релаксационных состояний конкретного полимера служат результаты экспериментального исследования температурных зависимостей параметров, характеризующих деформационные свойства или вязкоупругое поведение материала, которые измеряются в нормированных условиях по величине и длительности действия нагрузки. Такого рода температурные зависимости какого-либо параметра в общем случае называются термомеханическими кривыми. [c.142]

В результате нерехода из одного релаксационного состояния в другое полимер не изменяет своей структуры. В этом отличие такого нерехода от. любого фазового превращения, которое принципиально связано с изменением структуры. Выше и ниже температуры перехода структура полимера вблизи нее практически одинакова. Тем не менее здесь наблюдаются коренные различия механических свойств. В сущности само разделение состояний полимера имеет механическую основу. Эти состояния называют также деформационными. [c.71]

ТМА как метод, чувствительный к изменениям деформационных состояний, оказывается весьма эффективным при изучении полимерных систем. В ряде случаев этому методу принадлежит решающее слово при исследовании таких специфических явлений, как пластификация, расслаивание и гомогенизация микрофаз, не говоря уже о проявлениях в многокомпонентных системах релаксационных и фазовых переходов, свойственных каждой из микрофаз. Конкретные задачи ТМА и характер получаемых результатов определяются природой исследуемых систем. [c.169]

Неравномерный отрыв. Испытания на неравномерный отрыв лишь условно отражают действительное напряженное состояние в изделии. В основном это определяется различием в значениях и характере распределения напряжений. При неравномерном отрыве на прочность в наибольшей степени влияют деформационные и релаксационные характеристики субстрата. От них в значительной степени зависит краевой эффект, т. е. максимальные напряжения, определяющие прочность клеевого соединения. [c.14]

К числу других проявлений релаксационных процессов относится, например, хорошо известное явление упругого последействия. Однако почти все описанные исследования зависящих от времени механических свойств органических твердых тел касаются измерений релаксации напряжения, ползучести или механических динамических свойств. Причина столь большого интереса к этой области исследований заключается не только в необходимости получения конкретных инженерных данных относительно зависимости деформационных характеристик конструкционных материалов от времени, но и в том, что макроскопические вязко-упругие свойства, по-видимому, чувствительны к характеристикам движения атомов и молекул, которые в свою очередь зависят от молекулярной структуры вещества. Поэтому экспериментальное изучение релаксационных процессов и других нестационарных явлений, особенно когда оно проводится в широком интервале температур на материалах со специально подобранными изменениями химической структуры, является мощным методом получения информации о природе и типах движения молекул и о влиянии химического состава, молекулярного строения, физического состояния и т. д. Экспериментальные [c.329]

Результаты зтих опытов можно рассматривать как подтверждение высказанного выше предположения о различной роли механических и химических сил в процессах деформационной реорганизации атомной структуры конечный результат релаксационного процесса, вызванного действием механических сил, во многом определяется химическими силами и ири отсутствии кинетических ограничений соответствует состоянию с максимальным выигрышем свободной энергии. [c.39]

Весьма перспективно применение метода суперпозиций (аналогий), основанного на том, что, например, повышение температуры эквивалентно увеличению времени действия более низкой температуры. Для полимеров установлены температурно-временная, напряженно-временная, влаго-временная и другие виды суперпозиций [166, 167], которые можно применять к клеевым соединениям на полимерных клеях. При этом необходимо принимать во внимание различные ограничения, связанные как с недостаточной практической проверкой того или иного метода аналогий для реальных изделий, так и с тем, что отдельные характеристики исследуемого объекта и реального изделия различаются по напряженному состоянию, краевому эффекту, масштабу и т. п. Методы аналогий основаны на использовании факторов (температуры, влаги и др.), ускоряющих релаксационные процессы или процессы разрушения. В первом случае речь идет о. прогнозировании деформационных свойств (ползучести и т. п.), а во втором — о прогнозировании прочностных характеристик. В настоящее время более развито направление прогнозирования деформационных свойств полимеров. [c.124]

Упомянутые идеализированные варианты были использованы прнменлтельно к полимерам, которые в покое были скорее в стеклообразном, нежели структурно-жидком деформационном состоянии. В принципе, определенные удобства для разделения вязких и высокоэластических составляющих деформаций и соответственно зондирования релаксационного спектра представляет невулкани-зованные или недовулканизованные каучуки. (Конечно, при этом приближение к вязкому течению осуществляется со стороны высокоэластического состояния). В этом случае при достаточно широком диапазоне изменения Р (или растягивающего напряжения) удается довольно существенно менять и у. не попадая в экстремальные условия, когда начинают работать термокинетические эффекты структура сетки меняется при этом не слишком сильно, а механизмы прекращения течения не связаны с фазовыми превращениями. Особенно удобны опыты такого рода (течение каучуков через патрубки) для наблюдения высокоэластической турбулентности. Однако указанные системы не находятся в типичном вязкотекучем состоянии и потому здесь не рассматриваются. [c.183]

Естественным образом электрйческую прочность полимеров можно использовать не как эксплуатационное свойство, а для исследования структуры постольку, поскольку она связана с температурой, а через нее — с электропроводностью и деформационными состояниями. С определенными оговорками, при этом можно пользоваться принципом ТВЭ. Так, электрическая прочность подавляющего большинства полимеров в силу указанных факторов при повышении температуры убывает, причем наиболее резкие изменения происходят в области релаксационных или фазовых переходов. [c.263]

Деформационные свойства, в том числе механические потёри, являются проявлением релаксационных свойств полимеров. Влияние механических потерь на процесс разрушения поставило более широкую проблему о взаимосвязи релаксационных свойств (деформационных) и процессов разрушения в полимерах. Эта важная проблема находится в стадии развития как в теоретическом [10 11.20], так и в экспериментальном плане [11.21 11.22]. Так, замечено, что прочность испытывает на температурной зависимости скачкообразные изменения при температурах у- и -релаксационных переходов, когда изменяется молекулярная подвижность в цепях полимера. В стеклообразном состоянии существует ряд характерных температур (релаксационных переходов), в которых долговечность претерпевает изменение. Для исследования природы деформация и разрушения полимера в стеклообразном состоянии изучались ползучесть, долговечность, разрывное напряжение и ширина линии ЯМР в широком температурном интервале. Установлены следующие принципиальные положения. [c.317]

Релаксационный характер процессов деформации полимеров приводит к тому, что границы между релаксационными (физическими) состояниями определяются не только температурой, но и прилагаемой нагрузкой (значением, скоростью и длительностью приложения). Поэтому релаксационные состояния называют также деформационными состояниями. В зависимости от характера нагрузки один и тот же полимер при данной температуре может вести себя как упругое, высокоэластическое или пластическое (текучее) тело. При действии быстрых сил -ударной нафузки - главным образом проявляется упругость, а в случае медленных сил - текучесть. Полимер, яааяющийся при данной температуре высокоэластическим, при большой скорости приложения кратковременных нафузок ведет себя как упругое тело (явление механического стеклования), а при длительно действующей силе обнаруживает текучесть. Жидкий полимер может в определенных условиях проявить высо-коэластичность и даже упругость. [c.156]

В главе 4 уже были рассмотрены вопросы связи процессов разрушения и деформации для высокопрочного состояния твердых тел. Есть достаточные основания считать, что прочность в квазихрупком состоянии совпадает с пределом текучести (для полимеров Оп — с пределом вынужденной высокоэластичности Ов). Ратнер и Брохин [5.31] рассматривали критическое время 0, необходимое для снижения Ов до величины приложенного напряжения, как деформационную (релаксационную) долговечность, аналогичную прочностной долговечности т. Величина 6 определяется по резкому подъему кривой ползучести полимера (рис. 5.17), после которого начинается высокоэластическая деформация. Было показано, что критическое время 0 подчиняется уравнению, аналогичному (5,9). [c.130]

Было показано [6, 7], что большинство полярных центров в эпоксидно-диаминовых сетках (например, гидроксильные груп пы, образующиеся в ходе реакции сшивания, и аминогруппы) принимает участие в образовании меж- и внутримолекулярных водородных связей. В самом деле, при обычных температурах полоса ИК-спектра, соответствующая деформационным колебаниям гидроксильной группы, претерпевает характерный сдвиг от значений, свойственных свободным ОН-группам (3600 см ) до значений, характерных для групп, образовавших водородную связь (3440 см ) [8]. В работе [7] установлено, что для гомолога изученной эпоксидно-диаминовой системы внутримолекулярные водородные связи разрываются только тогда, когда полимер нагревается выше своей температуры стеклования. И наоборот, можно ожидать, что состояние водородных связей будет оказывать влияние на релаксационное поведение трехмерной сетки. На рис. 30.3 приведен график зависимости волнового числа, соответствующего частоте деформационных колебаний ОН-групп в системе ТГДДМ—ДДС, от температуры. Из рисунка следует, что с увеличением температуры происходит смещение полосы поглощения, указывающее на протекание процесса, подобного стеклованию, и соответствующая ей частота приближается к значению, характерному для неассоциированной, или свободной, водородной связи. Заслуживает внимания тот факт, что для влажной смолы процесс перехода начи- [c.473]

Теоретическое рассмотрение общей и упрощенной моделей в квазистатическом режиме деформации приводит к выводу о том, что линейные полимеры в некристаллическом состоянии могут находиться в зависимости от времег и действия силы и температуры в трех деформационных (релаксационных) состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем, что подтверждается экспериментально наблюдаемой термомеханической кривой линейного полимера (см. гл. 1), Температура стеклования Тс практически не зависит, а температура текучести существенно зависит от молекулярной массы. Зависимость между этими [c.128]

При различных способах нагружения, не вызывающих разрушения образцов, наблюдаются обратимые высокоэластическая и истинно-упругая деформации, остаточная деформация, эффект размягчения, гисте-резисные и некоторые другие процессы. Указанные явления в ряде случаев взаимно обусловливают друг друга, а деформация резин на стадии испытания является их общим признаком. Деформационные свойства зависят от структуры и связаны с ее изменениями. Это дает возможность на основе деформационных свойств исследовать структуру полимеров. При исследовании деформационных свойств в разных условиях нагружения (статических и динамических) необходимо установить взаимосвязь между напряжением и деформацией. Известно, что эта зависимость для полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, достаточно сложна вследствие протекания релаксационных процессов. [c.120]

Представлены современное состояние и перспективы развития исследований в новой области химии полимеров — микрогетерогенной радикальной полимеризации полинепредельных соединений. Рассмотрены кинетика и механизм процесса полимеризации олигоэфиракрилатов в блоке и в растворе, осо нности формирования микрогетероген-ных полимеров и их релаксационные, упруго-деформационные и другие свойства. [c.11]

Влияние остаточных сварочных напряжений на коррозионное растрескивание. При отсутствии активных сред влияние остаточных напряжений на разрушение определяется в первую очередь деформационными свойствами металла и характером напряженного состояния величиной, жесткостью схемы напряжений и длительностью нагружения. Эти факторы определяют хрупкий или пластический характер разрушения. Влияние остаточных напряжений возрастает по мере перехода от пластических форм разрушения, т. е. разрушений, характеризующихся значительной средней пластической деформацией, предшествующей разрушению, к хрупким формам разрушения с малой средней пластической деформацией. При кратковременных испытаниях пластических материалов достаточно малых величин пластических деформаций, чтобы произошла релаксация остаточных напряжений, поэтому на фоне значительной общей деформации значение релаксационных деформаций мало. В случае низкой деформационной способности материала, вызванной как внутренними факторами (низкая исходная пластичность материала, снижение пластичности вследствие закалочных явлений, деформационного старения, насыщения вредными примесями и др.), так и внешними (жесткая схема напряжений, низкие температуры и др.), остаточные напряжения, суммируясь с эксплуатационными, неблагоприятно влияют на прочность. Роль остаточных напряжений увеличивается с уменьшением величины рабочих напряжений и с увеличением длительности испытаний. При длительных испытаниях, при повторно-статических нагружениях, которые характеризуются весьма малым значением общей пластической деформации и локализацией деформации в концентраторах, роль остаточных напря- [c.125]

В хорошем соответствии с выводами, к которым приводит аналйз температурной и скоростной зависимости разрушающего напряжения [14], Г. М. Бартенев приходит к выводу [26], что выше температуры хрупкости деформационное микрорасслоение полимера, являющееся следствием релаксационной природы деформации, еще недостаточно развито. Релаксационные процессы хотя и играют существенную роль, снижая концентрацию напряжения и уменьшая объем элементарного акта разрыва, не изменяют хрупкий характер разрушения. Из анализа этих же данных приходят к выводу, что в нехрупкой высокотемпературной области имеет место переход от группового разрыва химических связей к индивидуальному термофлуктуационному разрыву отдельных полимерных цепей. Теория Г. М. Бартенева исходит из того, что термофлуктуационный механизм, реализуемый в наиболее чистом виде в хрупком состоянии полимера [26], выше температуры хрупкости осложняется микрорасслоением материала. Последнее связано с проявлением релаксационных процессов тем отчетливее, чем выше температура. Исходя из теоретических данных Г. М. Бартенев предсказал, что температура хрупкости должна зависеть от нагрузки, а хрупкое разрушение в области достаточно малых напряжений не может быть реализовано при всех температурах. [c.252]