Найлон Напряжение

В соответствии с экспериментом (см. рис. 2.1,6) при анализе механического состояния изотропных полимеров обычно прибегают к некоторым допущениям [241]. Во-первых, принимается, что в области малых деформаций, например для найлона до 2% (см. рис. 2.1,6), диаграммы растяжения и сжатия идентичны, а модули Юнга равны. Считается, что модули нормальной упругости при изгибе и растяжении совпадают. Наконец, для сравнительно больших деформаций напряжение лри сжатии, включая предельные характеристики [10], несколько выше, чем при растяжении. [c.30]

Для превращения полиамидов в прочные, гибкие волокна или пленки необходимо подвергать их холодному вытягиванию. На практике найлон вытягивают (выдавливают) из расплава в волокна, которые затем растягивают на 200—250% от первоначальной длины. По-видимому, при подобном растяжении (или напряжении) цепочки линейных полимеров переходят в ориентированное состояние такой переход легко наблюдать по изменению дифракционной картины рентгеновских лучей, а также по сильному двойному лучепреломлению и некоторым другим свойствам, отсутствующим у материала, не подвергавшегося вытягиванию. Кроме того, в результате вытягивания увеличивается эластичность и твердость полимера, что, вероятно, [c.305]

Рис. ХХ.7. Обобщенная диаграмма напряжение — деформация для найлона 6 112] (1 текс — 1 г на 1000 м) после деления на плотность это значение становится пропорциональным площади поперечного сечения пряжи

Полиэтилен, полипропилен и найлон-6 — наиболее изученные полимеры. Особенности плавления деформированных образцов этих полимеров, а также других виниловых полимеров, полиоксисоединений, полиэфиров и полиамиде обсуждаются ниже. В каждом случае последовательно рассмотрено плавление деформированных образцов, полученных тремя способами. Первым описано плавление растянутых или прокатанных образцов (разд. 4.4.3 и 4.4.4). Эти образцы в процессе отжига при температурах, близких к температуре плавления, имеют тенденцию усаживаться до размеров перед деформацией [ 12]. Затем рассмотрено плавление кристаллов, образовавшихся при кристаллизации в процессе течения или растяжения растворов или расплавов. Последними разобраны особенности плавления образцов, растянутых под давлением. Эти две последние группы образцов не дают заметной усадки, если при кристаллизации полимерные цепи распрямляются [12]. Общие вопросы кристаллизации, вызванной напряжением, рассмотрены в недавних обзорах [21, 218] и обсуждены в разд. 6.2.2, 6.3.2 и 6.3.3. [c.268]

Сорбция воды существенно влияет на те свойства найлона, которые вызывают большой интерес как в практическом, так и теоретическом отношении. При сопоставлении механических характеристик образцов найлона-6,6, полученных путем формования при комнатной температуре, видно, что после насыщения сухого полимера влагой модуль упругости снижается примерно в пять раз, предельное напряжение сдвига — более чем на 50%, заметно возрастает удлинение при растяжении и увеличивается энергия разрыва [1]. Поскольку в большинстве случаев исследователи имеют дело не с чистым полимером, а со смесью полиамид — вода, очень важно знать содержание влаги в полимере или относительную влажность внешней среды при достижении образцом сорбционного равновесия. [c.412]

Объем системы найлон — вода меньше, чем сумма объемов соответствующих компонентов [5]. Парциальный удельный объем первой порции воды, сорбированной сухим найлоном, составляет приблизительно 0,5 см г (рис. 25.3), что объясняется деформацией связей амид—амид в результате напряженности цепей и их рыхлой упаковкой. В области концентраций, близких к 0,5 моля воды на моль амидных групп, парциальный удельный объем достигает значения 0,85 см /г, а при переходе к условиям 90%-ной относительной влажности (и выше) этот параметр увеличивается до 1,2 см /г. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что вода, сорбированная на последней стадии процесса формирования кластеров, упакована менее компактно, чем первые порции воды, контактирующие с сухим полимером. [c.415]

Рис. 32.1. Типичная логарифмическая зависимость скорости РУТ в расчете на один цикл йа/йЫ от фактора интенсивности напряжений А/С для найлона-6,6 (серия А), содержащего различные количества воды.

Рис. 32.2. Зависимость скорости роста трещины от фактора интенсивности напряжений для найлона-6,6 (серия Б), содержащего различные количества воды.

Рис. 32.3. Зависимость скорости роста трещины от фактора интенсивности напряжений для других образцов найлона-6,6 серии Б.

Рис. 32.4. Зависимость скорости роста трещины от содержания воды при постоянном значении фактора интенсивности напряжений для найлона-6,6 обеих серий.

В любом случае слабо связанная вода должна ослаблять сопротивление усталостному растрескиванию. Во-первых, снижение модуля при содержании воды выше 2,6 вес. % будет увеличивать долю пластических деформаций, испытываемых блочным материалом вблизи вершины трещины. Это вызовет тенденцию к увеличению скорости РУТ в данном интервале приложенных напряжений. Иными словами, деформация в расчете на цикл нагружения Ле должна увеличиваться, так как эксперимент проводится при постоянном перепаде напряжений Л0 и А8=Аа/ . Следовательно, в найлоне, который содержит слабо связанную воду, за один цикл накапливается больше повреждений, чем в более сухом образце. При заданном значении Асг (а следовательно, и АК) можно ожидать более высоких значений скорости РУТ. Такое поведение указывает на то, что уменьшение модуля перекрывается положительным действием локальной сегментальной подвижности (вопрос об относительном масштабе движений). Кроме того, этот ослабляющий эффект будет усиливаться под действием гистерезисного разогрева (см. дискуссию ниже). [c.502]

Возникает вопрос согласуется ли такое необычное поведение с хорошо установленным фактом [15, 16], что долговечность найлона-6,6 при усталостном нагружении монотонно уменьшается с увеличением содержания воды в изученном интервале влажностей Во-первых, надо отметить, что испытания на усталость в работах [15] и [16] проводили на гладких не-надрезанных образцах при частоте 30 Гц и при фиксированном перепаде нагрузок (так называемые 5—М-испытания, по ое-зультатам которых строят зависимость максимального напряжения от числа циклов до разрушения). Эти условия точно совпадают с теми, которые сильно увеличивают гистерезисный разогрев приложение нагрузки ко всему образцу, а не к ограниченной области вблизи вершины трещины при достаточно большой частоте. В самом деле, даже в сухом найлоне-6,6 наблюдается значительный подъем температуры при 8—К-ис-пытаниях вследствие относительно высокого значения тангенса угла механических потерь (затухание). Если, как и ожидается, механический гистерезис увеличивается с повышением содержания воды, то образцы по мере увеличения содержания воды будут обнаруживать все более высокие деформации и все большее количество повреждений. Другими словами, значительный гистерезисный разогрев, приводящий к понижению модуля всего образца, несомненно, превалирует над усталостными эффектами и все более и более ослабляет материал по мере увеличения содержания воды от 0% и выше. [c.504]

Если найлон в процессе дальнейшей переработки не наматывают на копсы, то вместо обычной для перлона последующей крутки и промывки следует такой процесс, в ходе которого происходит выравнивание напряжения, причем одновременно происходит фиксация крутки . С копсов или фланцевых шпуль нити можно перематывать на так называемые катушки для усадки и на них придавать нити однородность путем термической обработки, которая способствует выравниванию внутреннего напряжения. После такой обработки остаточная усадка составляет менее 1%. [c.304]

Рис. 8.8. Типичные кривые напряжение — деформация для нити из найлона высокой (а) и средней (б) прочности (Холл, 1934).

Рнс. ХХ.З. Диаграмма напряжение — деформация по Ван-дер-Мееру. Цифры на кривых — степень вытяжки [22] а — найлон 6 б — полиэтилентерефталат. [c.324]

Рис. 9. Кривые напряжение—удлинение при повторных испытаниях найлона, шелка и вискозного волокиа.

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]

Формула (2.52) также охватывает линейную и нелинейную области. В частности, за границу линейности рекомендуется [157] принимать напряжение (11, = 0,77ат-Уравнение Финдли было использовано при оценке ползучести ряда конструкционных термопластов, включая полипропилен, полиэтилен, ацетат целлюлозы, винипласт и найлон [254]. [c.49]

Лидерман обнаружил, что значения податливости найлона и целлюлозных волокон не совпадают при различных нагрузках, хотя кривые ползучести и упругого восстановления при выбранном уровне напряжений оставались идентичными друг другу. При этом значения податливостей в коротковременном диапазоне совпадали для различных нагрузок, как это схематично показано на рис. 9.11. [c.198]

Как указывалось во введении к этой главе, обобщенный закон Гука для анизотропных упругих тел может быть формально распространен и на анизотропные линейные вязкоупругие. тела. В настоящее время анизотропия вязкоупругих свойств полимеров изучена сравнительно мало. К самым ранним исследованиям такого рода относится работа Хаммерле и Монтгомери [57], которые сравнивали релаксацию напряжения и динамические механические свойства найлона при растяжении и кручении. [c.242]

При низких влажностях воздуха зависимость релаксации от времени особенно сильно выражена при малых удлинениях. Спектр времен релаксации напряжений в найлоне-6, вычисленный Иошитоми с сотр. [992], оказался значительно более плоским, чем в других полимерах, но этот спектр имеет два максимума при [c.264]

Обобщенное соотношение между напряжением и деформацией для полимеров. Интересное соотношение обнаружил Хервиг [12] для найлона 6. Для каждого волокна, характеризующегося своим Значением степени вытяжки Л , существует собственная диаграмма напряжение — деформация в этой диаграмме напряжение а относится к поперечному сечению данного волокна и деформация 8 — к первоначальной длине подвергнутого вытяжке волокна. Если, однако, напряжение относится к поперечному сечению исходной нити, а деформация — к первоначальной длине нити, то, очевидно, все кривые после перехода через предел прочности выходят на одну [c.331]

Напряжения сдвига, возникающие на поверхности абляции при высоких массовых скоростях окружающей среды, часто достигают достаточной величины, чтобы вызвать сдувание жидкого расплава, эрозию твердых частиц и преждевременный унос обуглероженного слоя. Так, в реактивном двигателе, работающем на твердом топливе, напряжение сдвига сразу же за критическим сечением сопла достигает 0,068 кГ1см . Эта величина примерно в 20 раз выше, чем требуется для непрерывного удаления всего обуглероженного поверхностного слоя в процессе абляции фенольной смолы, армированной найлоном. [c.444]

Рис. 31.8. Влияние температуры на время релаксации напряжения для влажных волокон найлона-6,6 (1) и ПЭТФ (2).

Релаксация напряжений происходит в том случае, если волокно растянуть на длину, соответствующую достижению заданного уровня напряжения, и выдержать, не давая ему сократиться, при фиксированном значении длины. В опытах волокно растягивали до значения напряжения 0,5 г/денье и затем измеряли время, необходимое для того, чтобы напряжение снизилось до 0,4 г/денье. Далее строили график зависимости этого времени от температуры (рис. 31.8). Для волокон из влажного найлона и из ПЭТФ это время быстро увеличивается, как только достигается температура стеклования. [c.486]

Значительно меньше в литературе сведений об усталостном поведении полиамидов. Указывается, что кондиционирование найлона-6,6 при 50%-ной относительной влажности снижает долгокечность при многократных деформациях на 30% [16], а длительное вымачивание в воде увеличивает скорость РУТ при постоянном значении фактора интенсивности напряжений [3]. [c.494]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология