Ориентация полимера по скорости распространения

Уменьшение наклона кривой а = (г) по мере увеличения степени растяжения связано с началом развития в образце вынужденно-эластической деформации. С возрастанием напряжения скорость вынужденно-эластической деформации быстро увеличивается. В точке максимума на кривой а = / (е) скорость вынужденноэластической деформации становится равной скорости растяжения, задаваемой прибором. Напряжение, при котором это наблюдается, называют пределом вынужденной эластичности (ств). По достижении Ов происходит резкое сужение образца — образование так называемой шейки . При переходе в шейку полимер ориентируется и его свойства по сравнению со свойствами исходного материала существенно изменяются. Ориентированный материал обладает в стеклообразном состоянии более высокими значениями модуля упругости и предела вынужденной эластичности в направлении ориентации, чем изотропный материал. Когда при образовании шейки достигается степень вытяжки, обеспечивающая заметное возрастание 0в, развитие вынужденно-эластической деформации в шейке резко замедляется. Процесс деформации продолжается у границ шейки, где сечение образца уменьшено, т. е. там, где напряжение повышено, а упрочнение еще мало. На пологом участке кривой растяжения (участок II) напряжение при удлинении остается практически постоянным. Поперечное сечение шейки изменяется мало, и удлинение образца происходит, главным образом, за счет вынужденной эластической деформации материала у границ шейки. Длина шейки при этом увеличивается. Растяжение с образованием шейки и дальнейшим ее распространением является особенностью твердых полимеров. [c.157]

Хорошим методом определения ориентации в полимерных пленках и волокнах является изучение скорости звука (или распространения звукового сигнала). Скорость распространения звука вдоль полимерной цепи намного больше, чем в направлении, перпендикулярном цепи (рис. 35.19). Скорость звука (С) в ориентированном полимере можно представить как [c.222]

При температурах, превышающих Гот, когда предел вынужденной эластичности обращается в нуль, полимер испытывает эластический разрыв, который наиболее характерен для каучукоподобных тел (эластомеров), эксплуатируемых при температурах выше 5ст Первая, медленная стадия процесса начинается с образования центра разрыва, откуда медленно растет надрыв, подобно трещине при хрупком разрушении (рис 114)). По мере возрастания надрыва повышается напряжение и материал упрочняется вследствие усиливающейся ориентации макромолекул. По достижении некоторого критического напряжения наступает вторая, быстрая стадия, для которой характерна большая скорость распространения фронта разрыва вплоть до окончательного разрушения образца На поверхности разрыва обнаруживается шероховатая зона, связанная с медленной стадией, и зеркальная — с быстрой. [c.421]

Разрушение полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, имеет свои особенности. Медленная стадия в отличие от хрупкого разрыва дает шероховатую, а быстрая — зеркальную зону поверхности разрыва. В высокоэластическом состоянии полимеры проявляют способность к дополнительной ориентации в области распространения разрыва. Микродефект в этом случае уже нельзя называть микротрещиной, так как он имеет при одноосном растяжении форму овала или полуовала. Большая скорость протекания релаксационных процессов по сравнению со скоростью нагружения обусловливает рассасывание напряжений и образование тяжей в области разрыва. [c.137]

В связи с этим интересно вычислить теоретическое значение скорости распространения ультразвука в направлении, перпендикулярном сегментам макромолекул (с,), и сравнить его с экспериментальным значением скорости ультразвука, измеренным перпендикулярно оси ориентации. Для этого можно воспользоваться следующими соображениями. Предполагая, что релаксационные процессы в ориентированном аморфном полимере можно рассматривать как суперпозицию релаксационных процессов, происходящих в гипотетических образцах, все молекулярные сегменты которых расположены соответственно параллельно и перпендикулярно распространению ультразвука, можно записать [c.214]

Измерение скорости распространения звука позволяет определить ориентацию полимера в волокне на основании того, что звук распространяется быстрее вдоль цепей и медленнее в поперечном направлении (перпендикулярно осям цепей). При этом фактор ориентации Германса / оказывается связанным со скоростью звука следующим соотношением [c.246]

Разрушение полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, имеет свои особенности. Медленная стадия в отличие от хрупкого разрыва дает шероховатую, а быстрая—зеркальную зону поверхности разрыва. В высокоэластическом состоянии полимеры проявляют способность к дополнительной ориентации в области распространения разрыва. Микродефект в этом случае уже нельзя называть микротрещиной, так как он имеет при одноосном растяжении форму овала или полуовала. Большая скорость протекания релаксационных процессов по сравнению со скоростью нагружения обусловливает рассасывание напряжений и образование тяжей в области разрыва. Материал до нагружения (или при малых степенях нагружения) существенно отличается как по структуре, так и по релаксационным свойствам от материала, подвергающегося механическому разрушению. Структура материала и его свойства в месте роста области разрыва иные, чем в других частях образца. Эти локальные отклонения свойств частично характеризуются степенью дополнительной ориентации. В диапазоне температур и скоростей деформации, в которых понижение температуры (или повышение скорости деформирования) сопровождается уменьшением степени дополнительной ориентации, наблюдается аномальная температурная и скоростная зависимост прочности. Это область перехода от высокоэластического к хрупкому разрушению. Переход от одного механизма разрушения к другому удается наблюдать либо на полимерах, находящихся прн температуре опыта в различных состояниях, либо на одном полимере при температурах, соответствующих различным состояниям. Особенно удобно проводить такое исследование с помощью скоростной киносъемки в поляризованном свете. [c.128]

Несмотря на то что было выполнено значительное количество исследований по различным аспектам образования трещин серебра, не существует общего мнения относительно механизма начала их роста. До сих пор не существует приемлемой теоретической модели, с помощью которой можно было бы предсказать, образуются ли в данном полимере при данных условиях трещины серебра или нет. А если это произойдет, то каково влияние температуры и скорости деформирования на образование и распространение трещины серебра. Конечно, это связано с тем, что начало роста трещины серебра зависит одновременно от трех групп переменных, характеризующих соответственно макроскопическое состояние деформаций и напряжений, природу дефектов, создающих неоднородность в материале, и молекулярные свойства полимера при данных температурных условиях и химической среде. Существует пять различных по смыслу моделей процесса возникновения трещины серебра, в которых используются различные определяющие параметры. Эти модели основаны соответственно на разности напряжений, критической деформации, механике разрушения, ориентации молекул и их подвижности. Результаты основных исследований и критерии начала роста трещин серебра, предложенные на основе указанных выше моделей, перечислены в табл. 9.4. [c.367]

Этот результат указывает на корректность расчета. Действительно, значение с обусловлено распространением ультразвуковых колебаний только за счет энергии межмолекулярного взаимодействия. Одноосноориентированная пленка, из которой был вырезан исследуемый образец перпендикулярно оси ориентации, была вытянута в 3,15 раза, и, естественно, полученное экспериментальное значение Сх = 1430 м/сек определяется эффективностью как межмолекулярного, так и внутримолекулярного взаимодействия. В случае же, когда распространение ультразвуковых колебаний в полимере обусловлено только энергией межмолекулярного взаимодействия, значение скорости ультразвука Сх = 1235 м/сек имеет ту же величину, что и во многих органических жидкостях. [c.215]

Контрольные опыты не показали изменения степени кристалличности в поликарбонате после поляризации — полимер остается аморфным. При измерении релаксации механических напряжений выяснилось, что скорость релаксации существенно замедляется в электретах по сравнению с исходным образцом. Такое замедление процесса релаксации может быть обусловлено повышением межмолекулярного взаимодействия, например, вследствие упорядочения элементов структуры. Можно предположить, что в результате поляризации в пленке образуется плоскостная текстура. Однако измерения скорости звука в электретах не подтверждают этого предположения. В случае ориентации скорость звука при распространении звуковой волны в плоскости пленки должна возрастать. В эксперименте происходит обратное скорость звука уменьшается с 1530 м/с у исходной пленки до 1300 м/с у электрета. [c.212]

В заключение рассмотрим вопрос о повышении температуры в зоне образования шейки. В большинстве случаев ориентационная вытяжка развивается локально — путем возникновения и последовательного распространения шейки в неориентированном материале, и эта локализация деформации может приводить к существенным разогревай материала за счет превращения работы пластической деформации в теплоту. Предположение об адиабатическом повышении температуры выше температуры размягчения в области шейки было одним из первых объяснений процесса ориентационной вытяжки стеклообразных полимеров [86—89] и повлекло за собой экспериментальную проверку распределения температуры вдоль образца, подвергаемого ориентационной вытяжке. Независимые измерения с применением термопар [72, 88, 90] и фосфоров [70] привели к заключению, что повышение температуры в зоне образования шейки существенно зависит от скорости ориентации при обычных лабораторных ско- [c.204]

В той области изменения таких параметров, как температура, скорость деформации, полярность полимера, в которой эти параметры существенно влияют на дополнительную ориентацию материала в месте распространения разрыва, их влияние на закономерности прочности оказывается решаю-щим . [c.104]

С увеличением скорости деформации прочность полимерных веществ, как правило, возрастает. Это объясняется, по-видимому, тем, что разрушению способствуют флуктуации тепловой энергии, приводящие к нарушению связей, препятствующих разделению образца на части. Такое нарушение связей облегчает разрушение в тем большей мере, чем длительнее действие нагрузки и, следовательно, чем меньше скорость ее приложения. Однако если в условиях испытания возможно увеличение степени ориентации или кристаллизация полимера под действием нагрузки, то влияние скорости деформации может иметь более сложный характер. Когда с увеличением скорости деформации уменьшается степень дополнительной ориентации полимерного материала в месте распространения разрыва, одновременно уменьшается и прочность. Поэтому характеристики прочности, получаемые на стандартных динамометрах, не могут служить для оценки полимерных материалов, работающих в условиях больших скоростей нагружения, реализуемых современной техникой. Часто даже испытание на удар. [c.157]

Была установлена [30, 32] теоретическая зависимость молекулярной ориентации от скорости распространения продольной звуковой волны в волокне. Сравнительное изучение величин модуля продольной упругости, определеиных различными методами для широкого класса полимеров, позволило [31] установить, что почти во всех случаях акустический модуль намного выше, чем модуль, определенный различными механическими методами, что видно из приведенных в табл. 8.2 данных. [c.239]

В результате ступенчатого процесса присоединяются другие молекулы олефина, адсорбированные на поверхности полимеризация протекает в поверхностном слое адсорбированного мономера. Поверхностный слой обеспечивает ориентацию молекул мономера, необходимую для получения полимеров, отличающихся стереорегулярностью строения. Разветвление в результате между-и впутримолекулярных реакций передачи цепи предотвращается наличием поверхности. При дальнейшем росте полимер десорбируется с поверхности и на его месте может адсорбироваться следующая молекула мономера. Скорость распространения цепи зависит от скорости адсорбции мономера на новерх-ности, которая в свою очередь определяется скоростью диффузии полимера от поверхпости. Следовательно, скорость реакции зависит от концентрации присутствующего олефина. [c.300]

НИИ поведения полимеров от указанной закономерности. В большинстве случаев это наблюдается при испытании эластомеров при больших скоростях деформации или при низких температурах. Так, при испытаниях вулканизатов натурального каучука и различных синтетических эластомеров при скоростях растяжения от 9,3 до 2700%/с оказалось [425, с. 5651, что эластомеры, которые известны как кристаллизующиеся, проявляют тенденцию к уменьшению разрушающего напряжения с увеличением скорости растяжения до значений примерно 10 м/с. При дальнейшем возрастании скорости растяжения прочность более или менее значительно увеличивается. Прочность эластомеров с увеличением скорости растяжения изменяется немонотонно. Относительное удлинение при разрыве кристаллизующихся эластомеров с увеличением скорости деформации также проходит через максимум. Для некристалли-зующихся эластомеров максимума не наблюдается. Если учесть, что кристаллизация способствует проявлению ориентации в области распространения разрыва, наблюдаемые закономерности представляются вполне естественными. [c.148]

Наилучшим образом о полном выпрямлении цепи в этих полимерах можно судить по результатам измерения ориентации в волокнах, сформованных из анизотропного раствора без последующей вытяжки. Такие измерения были выполнены на волокнах из по-ли(1,4-бензамида) и поли(1,4-фенилентерефталамида) методами измерения скорости распространения акустического импульса (по Черчу и Мозли [6]) в натянутом пучке волокон, дающим полную молекулярную ориентацию относительно оси волокна определения угла ориентации в кристаллических участках стандартными рентгенографическими измерениями [7]. Для высококристаллических ориентированных волокон (таких, как рассматриваемые) результаты, полученные этими методами, хорошо согласуются, если использовать в качестве критерия сравнения фактор ориентации Германса [8], [c.139]

Методы определения ориентации. Полной характеристикой ориентации полимеров является кривая распределения несимметричных частиц по углам относительно оси ориентации. На практике, однако, обычно судят о степени ориентации по различию в каком-либо показателе, измеренном вдоль и перпендикулярно этой оси, т. е. по анизотропии материала. При этом фактически получают только среднюю величину анизотропии, обусловленную преимущественной ориентацией частиц. Можно определить анизотропность по механическим свойствам, по способности к набуханию или скорости диффузии красителей в глубь полимера, но наиболее часто применяются рентгенографические методы и способы, основанные на измерении двойного лучепрело.мления. Получило известное распространение определение [c.350]

Циклическое нагружение включает следующие процессы ориентация макромолекул механическая активация разрыва связей разрыв связей главной цепи с образованием макрорадикалов образование микрораздиров и микротрещин вследствие разрушения образца [712, 916, 1210, 1211, 1231]. Хотя образование трещин инициируется действием механического напряжения, распространение трещины может происходить, главным образом, вследствие окисления. Скорость и относительный вклад каждого из этих процессов зависят от состава полимера и от среды, в которой проводятся испытания [916, 1129, 1205, 1210, 12111. Радикалы могут реагировать с другими радикалами, акцепторами или с другими полимерными цепями, как описано в разделе 2.1. [c.336]