Растяжение изотермическое

Если стальной стержень с висящим на нем грузом нагреть, то стержень удлинится. Кроме обычного теплового расширения проявится ослабление взаимодействия атомов в кристаллической решетке и упругость стали, удерживающей груз, уменьшится. Если нагреть газ под нагруженным поршнем, то поршень начнет подымать груз, т. е. упругость газа увеличится. Еще в начале прошлого столетия Гух наблюдал сокращение нагруженной полоски эластомера (рост упругости) при нагревании. Эффект оказался обратимым. Впоследствии Джоуль в своих знаменитых опытах по определению механического эквивалента теплоты подтвердил сокращение нагруженной полоски эластомера при нагревании и провел ряд количественных измерений, пример которых приведен на рис. 8.5. Ei адиабатическом режиме растяжения (как в этом опыте) энтропия системы не меняется, и поэтому меняется температура, как менялось бы количество теплоты в системе с теплоемкостью Су В изотермическом процессе [c.110]

Экспериментальные результаты показали, что в процессе формования пленки материал проявляет вязкоупругость. Результаты, полученные Петри для изотермического растяжения полимерного рукава в высокоэластическом состоянии и для неизотермического растяжения рукава из ньютоновской жидкости, ограничивают с двух сторон имеющиеся экспериментальные данные по характеру распределения Я (г) [18]. Кроме того, величина Я (г) очень сильно зависит от суммарного коэффициента теплоотдачи и от уровня потерь тепла за счет излучения [23]. Это подтверждает правильность модели процесса, предложенной Ханом и Парком. На практике повышение производительности процесса производства рукавной пленки лимитируется скоростью охлаждения пузыря. [c.568]

Здесь дQ дT)т — теплота изотермического растяжения. Это соотношение дает связь между изменением температуры при увеличений длины образца резины на lL и тепловым эффектом. Изменение температуры при достаточно быстром (адиабатном) растяжении от 0 до I [c.82]

Для высокомолекулярных полимеров закономерности вязкого течения сложны. Из-за большого размера молекул течение их осуществляется по диффузионному меха-нт зму в результате многократных элементарных актов перемещения отдельных сегментов цепной молекулы перемещается и макромолекула з целом. Течение сопровождается выпрямлением (растяжением) макромолекул полимера. Это увеличивает межмолекулярное взаимодействие между ними, и течение прекращается. Полимер становится жестким при температуре вязкотекучего состояния в результате так называемого механического стеклования. Это явление повышения вязкости при растяжении используется в формировании волокон и пленок в изотермическом процессе переработки полимерных материалов. В то время как более утолщенные места нитей и пленок продолжают течь, их тонкие (растянутые) участки сохра- [c.495]

Изменение изобарно-изотермического потенциала с увеличением степени растяжения, т. е. с увеличением а при эластической деформации, согласно Флори, выражается уравнением [c.394]

Величина Qs представляет собой теплоту, необходимую для поддержания. постоянной температуры при изотермическом растяжении поверхности на единицу площади. Более подробно см. Н. К- Адам. Физика и химия поверхности. М., ОГИЗ, 1947, с. 25. , [c.138]

Обратимся вначале к равновесному растяжению идеальной резины. Из уравнения (V. 22) следует, что (д8 1дХ)р, т <. О, так как при растяжении f > 0. Поэтому должно быть, SQ = = TdS < О при всех деформациях растяжения е > 0. Следовательно, как при малых, так и при больших растяжениях резины теплота должна выделяться и образец резины нагреваться. Если внутренняя энергия не изменяется (идеальная резина), то теплота, выделенная при деформации, равна работе внешних сил. При изотермической равновесной деформации выделенная теплота (—6Q) пропорциональна изменению энтропии (—TdS). Если внутренняя энергия изменяется (реальная резина), то- [c.151]

Перейдем к неравновесной термодинамике. Растяжение полимерного механохимического волокна в изобарическом и изотермическом процессах дает изменение свободной энергии [c.389]

При измерении модулей упругости механическими методами (например, при статических испытаниях образцов на растяжение) деформация совершается медленно, температура образца практически постоянна и соответствует температуре окружающей среды, таким образом процесс происходит изотермически. [c.738]

На рис. 2.1 представлены изотермические кривые растяжения некоторых кристаллических и аморфных термопластов. Как правило, они состоят из трех характерных участков. Начальный, до точки а, обычно характеризуется пропорциональностью между напряжением и деформацией. Устойчивость однородного деформирования образца нарушается в точке Ь, когда напряжение достигает предела текучести, а на образце внезапно образуется шейка . Соответственно на кривой появляется максимум, справа от которого на участке пластического течения наблюдается стабилизация шейки и ее распространение на весь деформируемый объем. Стабилизация сопровождается первоначальным падением напряжения, которое затем сохраняется постоянным. Последующее растяжение образца приводит к коренной перестройке его структуры, которая становится резко анизотропной. После завершения ориентации напряжение вновь возрастает, достигая значения прочности в момент разрушения. Такова наиболее общая картина деформирования. [c.27]

Зародышеобразующее действие микрогетерогенных серных вулканизационных структур сказывается и на поведении серных вулканизатов при растяжении. При исследовании НК, цис-полибутадиена, 1,4-1(ис-полиизо-прена и полихлоропрена [126 131 132] показано, что резины, содержащие полисульфидные связи, начинают кристаллизоваться при меньших деформациях, степень кристалличности быстрее возрастает с деформацией, а предельная степень кристалличности оказывается выше, чем у резин, содержащих моносульфидные и С—С поперечные связи. Роль кристаллических областей при разрушении резины обычно рассматривают (А. П. Александров, Ю. С. Лазуркин, 1944 г. Д. Джи, 1947 г. Л. Вуд, 1948 г.) сходной с ролью частиц усиливающего наполнителя, поэтому повышенной статической прочности можно ожидать при повышении степени кристалличности, уменьшении размеров кристаллических образований и усилении ориентации аморфной фазы [125]. Если при изотермической кристаллизации наличие в полисульфидных вулканизатах большого числа дисперсных частиц вулканизационной структуры препятствует росту ламеллярных кристаллов (со складчатыми цепями), то при деформации они благодаря ориентации граничного слоя каучука способствуют образованию фибриллярных кристаллов (с вытянутыми цепями) и увеличению степени кристалличности. Можно полагать, что в результате перегруппировки слабых связей в составе микрогетерогенных вулканизационных структур усиливается и ориентация кристаллических образований в направлении растяжения. [c.260]

Состояние поверхности жидкости необходимо рассмотреть и с другой важной точки зрения. Только что описанные методы измерения ясно показывают во-первых, что изотермическое натяжение поверхности невозможно без затраты механической работы и, во-вторых, что растяжение обратимо при этом как для растя /кения, так и для сжатия пленки требуется одинаковая сила. Отсюда следует, что работа, производимая при изотермическом расширении поверхности, является свободной энергией в термодинамическом смысле. Следовательно, изотермическое растяжение поверхности невозможно без затраты энергии в форме работы или эквивалентного изменения запаса энергии. Так как рассматриваемая энергия свободна и поэтому способна к восстановлению, она должна быть сосредоточена на поверхности или близ нее. По величине она должна быть равна обратимой силе, умноженной на протяжение ее действия. Если поверхность увеличивается на длину Ь, то сила будет аЬ. Обозначив пройденное расстояние, измеренное под прямым углом к линии, к которой приложена растягивающая сила, через 1, мы найдем, что произведенная работа ж ==(т й/. Ясно, одиако, что [c.47]

Из рис. 11.14 видно, что в области низких скоростей деформации как предел текучести, так и напряжения, отвечающие распространению шейки, изменяются с ростом скорости сходным образом. Если бы процесс распространения шейки оставался изотермическим, то напряжения образования шейки должны были бы увеличиваться с повышением скорости деформации и в, области высоких скоростей, аналогично тому, как это происходит с пределом текучести. Различие между предполагаемыми для изотермического режима растяжения напряжениями образования шейки и экспериментально измеряемыми значениями напряжения обусловлено эффектом разогрева. [c.270]

Исходя из полученных экспериментально значений Оу и Стд, Эндрюс построил изотермические зависимости этих параметров от скорости дефо рмации. Как и следовало ожидать, при приближении к температуре стеклования Оу и о о совпадают, что отвечает переходу к однородному растяжению полимера без образования шейки. [c.292]

Целью настоящей главы является рассмотрение основных реологических закономерностей растяжения полимеров, которые определяются связью между напряжениями, деформациями и градиентом продольной скорости, а также зависимостью этих параметров от времени. Для установления указанных связей можно ограничиться анализом простейшего режима деформирования — изотермическим равномерным растяжением образцов. [c.400]

Можно предположить, что свойство полимеров повышать вязкость но мере течения является причиной способности полимерных веществ вытягиваться в тонкие нити в изотермических условиях. Любой. материал способен вытягиваться в топкие нити лишь в том случае, когда утончение нити приводит к увеличению ее вязкости и прочности. Тогда тонкие части пе разрываются и происходит растяжение толстых частей. Если же тонкий участок вытягиваемой нити пе будет отличаться по своим свойствам от других участков, то пить разорвется вследствие возрастания напряжения, вызванного уменьшением сечения нити в тонком месте. [c.268]

Приложенное к образцу при его растяжении усилие приводит к прогибу пластины, вызывая разбаланс моста. На измерительной диагонали моста появляется некоторое напряжение, которое усиливается и записывается па самописце ЭИП-09. Скорость прохождения диаграммной бумаги на самописце подбирается кратной скорости растяжения образца. Таким образом, по горизонтальной оси откладывается нагрузка, воспринимаемая образцом при его растяжении, а по вертикальной — деформация. Предварительно производится тарировка прибора, т. е. устанавливается цена деления шкалы самописца по прогибу пластины под действием разновесов. Съемный термоблок дает возможность испытывать образцы в изотермических условиях в интервале температур от —150 до 200°. [c.424]

Следующее из теории и подтвержденное экспериментально уменьшение напряжения при развитии кристалличности в одноосноориентированной системе противоречит, на первый взгляд, обычно наблюдаемым зависимостям напряжения от растяжения для сеток натурального каучука. Разрешение этого кажущегося парадокса заключено в различной природе этих двух процессов. Кристаллиты, образованные при изотермическом растяжении в эксперименте последнего типа могут действовать как дополнительные сшивки. При дальнейшем растяжении сегменты в аморфных областях ориентируются гораздо сильнее, чем обычно. Это вызывает пропорционально большее уменьшение энтропии, что, в свою очередь, сказывается в увеличении сокращающей силы. Так как при дальнейшем удлинении кристаллизация продолжается, этот эффект будет возрастать и соответственно ускоряться рост напряжения. [c.183]

Во втором предельном случае, для весьма толстой вязкой нити можно пренебречь вкладом в у первого и третьего слагаемых. Объемная вязкостьт практически не зависит от малых примесей ПАВ, поэтому, считая процесс растяжения изотермическим, получим уравнение движения в виде [c.186]

До сих пор мы рассматривали только сдвиговые течения, обращая особое внимание на установившиеся вискозиметрические течения [40, 44—46]. Причиной этого является простота теоретического рассмотрения этих течений и их превалирующее распространение в технологии переработки полимеров. Тем не менее существует другой класс течений, известных как продольные течения , или течения при растяжении , которые также часто встречаются при переработке полимеров. В качестве примера можно привести фильерную вытяжку струи расплава при формовании волокна, одноосную вытяжку плоской струи при получении пленки из плоскощелевой головки экструзионным методом, двухосное растяжение при формовании пленки рукавным методом, многоосное растяжение при формовании изделий методом раздува и, наконец, сходящееся течение в конических каналах уменьшающегося диаметра. Во всех этих примерах упоминаются продольные течения, которые гораздо сложнее течений, используемых для определения реологических характеристик полимеров. В то время как реологи изучают однородные изотермические продольные течения (которые достаточно трудно правильно реализовать в эксперименте), инженерам-переработчикам приходится иметь дело с неоднородными и неизотермическими продольными течениями, поскольку такие течения часто встречаются при формовании на стадии отверждения, [c.169]

Сделаем следующие допущения- полимер несжимаем и деформация полностью обратима (см. разд. 6.8 и 15.3) свободный пузырь имеет сферическую форму и однороден 1ю толщине условия свободного раздува изотермические, а прн контакте со стенками формы лист затвердевает проскальзывание на стенках отсутствует толщина пу.эыря по сравнению с его размерами очень мала. Предположение о постоянной толщине стенок свободного пузыря соответствует наблюдениям Шмидта и Карли 124], установившим, что при быстром двухосном растяжении листа наблюдается щирокое распределение толщин во всех случаях, за исключением того, когда лист приобретает форму полусферы. Более того, Денсон и Галло 131] получили очень узкое распределение толщины при малых скоростях деформации (порядка 10" с" ) и для листов, раздутых до размера меньше полусферы. Представленный ниже анализ справедлив и для процесса термоформования, когда пузырь меньше полусферического. [c.576]

Прочность расплава или усилие вытяжки — это сила, измеренная при вытяжке расплава, выходящего из сопла вискозиметра постоянного расхода. Исследования проводили как в изотермическом [36], так и в неизотермическом режиме. В последнем случае, когда выходящий пруток охлаждается на воздухе, усилие растяжения почти не зависит от скорости отбора, а зависит от энергии активации течения. Виссбрун [38] предположил, что усилие растяжения может быть связано с установившимся значением удлинения, но не единственно с ним. Часто оно коррелирует с таким технологическим параметром, как диаметр заготовки [35]. [c.580]

На практике заготовку раздувают быстро, но при такой скорости, которая бы не приводила к разрыву ее стенок при расширении. Принято считать, что собственно раздув — менее ответственная процедура, чем изготовление заготовки. Денсон [39] дал приближенное описание процесса раздува цилиндрической заготовки с постоянным радиусом 7 и толщиной Л до размеров / (, и Лд. При этом были использованы следующие допущения а) течение представляет собой плоскую вытяжку [см. выражения (6.8-7) и (6.8-8), где 1 — это 0-направление, 2 — толщина, а 3 — зафиксированное г-направление] б) течение изотермическое в) ЫН < 1, так что окружное напряжение Хоо = — РР 1)1к ( )]. Как следует из экспериментальных данных, приведенных на рис. 15.15 для ПИБ, вязкость при плоском растяжении при очень малых скоростях растяжения можно выразить следующим образом [c.582]

Вытяжка полимерного волокна снижает при стабилизации энергию активации циклизации структуры. Это позволяет сократить примерно в 2 раза время стабилизации и повысить усал-ку волокна в интервале 100-200 С. Последнее косвенно свидетельствует об увеличении степени циклизации волокна. Замедление повышения прочности ПАН-волокна наступает при вытяжке примерно 60%. Увеличение прочности У В при высоких значениях вытяжки исходного волокна связано в основном с уменьшением его диаметра и более гомогенной стр>хтурой. Скорость реакций окисления контролируется диффузией кислорода через ПАН-волокно. Завершение процесса может быть оценено по микроскопическому исследованию поперечного среза, а также по окончанию выделения цианистого водорода. В целях интенсификации окисления представляется интересным предварительное (ниже 70 С) озонирование и последующее повышение температуры окисления нагретым до 250 С воздухом. Оптимальные режимы окисления сочетают изотермический нагрев при 230 С в течение 30 мин и далее подъем температуры со скоростью 6-53°/ч в течение 90 мин до максимальной температуры в интервале от 230 до 310 С [9-75]. Неизотермический нагрев заметно повышает прочность на растяжение. [c.570]

Измеренные акустическим методом упругие постоянные или модули упругости соответствуют адиабатическим условиям деформаг-ции, поскольку расширение-сжатие элементарного объема происходит очень быстро, а тепловые потоки инерционны и не успевают выравнять температуру элементарного объема с окружающей средой. При измерении модулей упругости механическими методами (например, при статических испытаниях образцов на растяжение) деформация совершается медленно, температура образца практически постоянна и соответствует температуре окружающей среды, таким образом, процесс происходит изотермически. [c.249]

Этот полином получен на основании данных для приведенных изобарно-изотермических потенциалов N02, N0 и О2, рассчитанных Гурвичем и Ртищевой [25] с учетом ангармоничности колебаний и центробежного растяжения молекул при вращении. Значение теплового эффекта при температуре 7 = 0 °К было принято равным 25,626 кал,1моль [29]. [c.18]

В первом приближении ир 1нимается, что ирп деформацн, пространственно-структурированного полимера внутренняя энергия не меняется. Поэтому из термодинамических соотношение следует, что внешняя сила / зависит только от изменения энтро-иии образца 5. Для равновесной изотермической деформации растяжения—сжатия получается следуюш,ее уравнение [c.74]

Рассмотрим аргументы, выдвинутые Маршаллом и Томпсоно м в обоснование своей точки зрения. Исходным моментом их теории были изотермические диаграммы нагрузка — деформация, построенные для полиэтилентерефталата на рис. 11.13. Далее предполагалось, что процесс растяжения с высокой скоростью осуществляется в адиабатических условиях. Зависимость нагрузки от деформации подсчитывалась для адиабатического растяжения, исходя из предположения, что вся работа деформирования, производимая приложенной силой, переходит в тепло, рассеиваясь в образце, т. е. эта работа не затрачивается ни на накопление упругой энергии, ни на фазовые переходы, связанные с кристаллизацией полимера при растяжении. Практически расчет выполнялся для каждых 10% удлинения путем подсчета повышения температуры, обусловленного тепловыделениями при такой деформации проверка правильности расчета состояла в вычислении полной работы деформирования и сравнении ее с затратами энергии на суммарное повышение температуры образца. [c.267]

Рис. 11.14. Зависимость предела текучести (1) и напряжения, отвечающего переходу в шейку, (2) от скорости деформации при растяжении полиэтилентерефталата. Пунктир — экстраполяцйя значений напряжения, отвечающего переходу в шейку, в предположении сохранения изотермического характера этого процесса.

При выяснении влияния скорости деформации на механизм разрушения могут возникнуть определенные трудности. Так, при малой скорости деформации в определенном температурном интервале возникает шейка. Возможно, что при высоких скоростях тепло не может отводиться достаточно быстро. Поэтому в процессе деформации упрочнения не происходит, и образец разрушается шо пластическому механизму. Другими словами, здесь происходит переход от изотермического к адиабатическому режиму растяжения. Этот эффект обусловливает значительное снижение энергии, затрачиваемой на разрушение образца, и может иметь место при определении ударной прочности, приводя к устранению возможности хрупкого разрыва. Исходя из этого, было высказано предположение, что существуют две критические скорости, при которых энергия разрушения резко падает с ростол скорости деформации. Первая из них отвечает переходу от изотермического процесса деформации к адиабатическому (изотермический — адиабатический переход) и вторая, более высокая, — переходу от хрупкого механизма разрыва к пластическому (переход хрупкость — пластичность). Можно думать, что температура окружающей среды оказывает незначительное влияние на условия, при которых наблюдается изотермический — адиабатический переход, и большое влияние на переход хрупкость — пластичность. [c.310]

Б опытах, в которых указаны значения обеих констант А ж В, при растяжении приложенная сила убывала (при помощи гидростатического компенсатора). В опытах, в которых значение константы В не дано, во время всего процесса течения сила оставалась постоянной. Деформация полимеров производилась изотермически при пяти значениях температуры. При этом варьировались длительность действия сил и их величина. В ряде случаев длительность течения определялась прочностью образцов. Так, например, даже в опытах с применением гидростатического компенсатора при повышении температуры скорость развития высокоэластической деформации сильно возрастала, вследствие чего происходило быстрое нарастание напряжения и через короткое время образцы разруша.чись. Поэтому длительность опытов уменьшалась с 7 час. при 15° до 1,5 мин. при 60°. [c.257]

Изучались механические свойства натурального каучука, образцы которого длительно хранились при О и 20°. Опыты проводились на специальном динамометре с самописцем, в котором осуществляется одноосное растяжение образцов (см. [1]) в изотермических условиях в широком интервале температур. Образцы имели форму лопаток, ширина пленок равнялась 5 жм, длина 5 мм и толщина 0,28 мм для каучука и 0,20 мм для слабовулканизо-ванного каучука. [c.304]

Для того чтобы показать, как такое изменение темпе])атуры влияет ыа свойства плепок, на рис. 10 представлена зависимость напряжения, при котором образуется шейка ащ от температуры в изотермических условиях, при скорости растяжения 435 мм/мин. В отличие от описанных выше опытов да1[-пые на рис. ]0 получены при растяжении пленок в воде, что исключа.то возможность существенного локального разогрева плепки из-за высокой те. гпе-ратуропроводности воды по сравнению с воздухом. [c.360]

Изучение больших деформаций проводили на образцах ППО, вырубаемых из пленок (толщиной 20—30 р.) в виде двухсторонних лопаточек (размеры рабочего участка образца длина 3,5 мм, ширина 1, 1 мм). Пленки различного надмолекулярного строения получали испарением растворителя из раствора ППО в бензоле при 75° в течение 2 час. Варьируя скорость охлаждения полученного расплава (температура нлавпения ППО 73°) от 1—2 град/мин до быстрого охлаждения в азоте получали пленки, обладающие надмолекулярной структурой с различными размерами сферолитов. Испытания проводили в изотермических условиях в интервале температур от —110 до 55° при постоянной скорости растяжения, равной 1 мм/мин. [c.424]

Широкими исследованиями установлено необратимое умень-1пение статической прочности на растяжение ряда промышленных эмалевых покрытий при изотермическом нагреве в течение ЗОО4-- -900 час. Изменение прочности наблюдали при нагреве до 250°С и 400°С. Уровень снижения прочности различен для стеклоэмалевых и стеклокристаллических покрытий. С целью выяснения воздюн<ных причин обнаруженного явления были исследованы коэффициенты термического расширения исходных стекол и эмалевых покрытий на их основе. Исследования провели для стекол и покрытий в исходном состоянии, после отжига при температуре 450°С в течение часа и после отжига при температуре 420° в течение 48 часов. Результаты исследования приведены в таблице. [c.97]

Понижение долговечности стали ЗОХГСНА после цианистого цинкования при испытании на повторное растяжение плоских образцов с отверстием с частотой 8—10 цикл/мин наблюдали Я. М. Потак и С. И. Магазаник (см. [666]). Цианистое цинкование понизило число циклов до разрушения примерно в 2 раза в состоянии закалки и низкого отпуска и на 28% после изотермической закалки стали. Однако кислое цинкование не отразилось на долговечности стали ЗОХГСНА. [c.300]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология