Вытяжка холодная образование шейки

Показанное построение называют диаграммой Консидера оно полезно для решения вопроса о том, будет ли в процессе растяжения полимера происходить образование шейки и осуществляться холодная вытяжка образца. [c.251]

Таким образом, нет никаких сомнений, что при холодной вытяжке полимеров в области образования шейки может возникать значительный скачок температуры. Однако, как было показано, существуют убедительные доказательства того, что шейка может распространяться в квазистатических условиях, когда какие-либо заметные температурные эффекты отсутствуют. Исходя из этого, Винсент [3] высказал предположение, что наблюдаемое падение нагрузки обусловлено геометрическими причинами, а именно тем фактом, что уменьшение площади поперечного сечения образца при растяжении не компенсируется соответствующим деформационным упрочнением материала. Этот эффект был назван деформационным размягчением и был связан [c.272]

Поскольку фибриллизация полимера происходит в процессе его холодной вытяжки, рассмотрим подробнее явление образования шейки. Как известно, шейка возникает в каком-то одном месте образца, после чего по мере развития деформации распространяется на всю рабочую часть. Как уже отмечалось, независимо от исходной структуры полимера материал шейки имеет фибриллярную структуру. Поэтому наиболее важной является переходная область на границе между ориентированной и неориентированной частями. В работе [68] было проведено [c.14]

Рис. 25. Холодная вытяжка волокна образование шейки .

Как отмечает Лазуркин [57], процесс холодной вытяжки сопровождается образованием шейки не для всех полимеров. Для некоторых (например, для целлюлозных пластиков) шейка не образуется и деформирование идет равномерно по всей длине образца в течение всего процесса испытания. [c.32]

Момент образования шейки совпадает с максимумом напряжений. Процесс холодной вытяжки (или распространения шейки) соответствует слабо наклонному участку кривой. Предшествующее хрупкому разрыву упрочнение проявляется в увеличении наклона последнего участка кривой. [c.64]

Большой интерес представляет работа Лазуркина [93], который при.ходит к выводу об общности механизма холодной вытяжки аморфных и кристаллических полимеров. Автором найдены условия, при которых процесс вытяжки может быть осуществлен с образованием шейки или без него, н сделано предположение о том, что механизм вытяжки связан с влиянием напряжений на скорость перестройки структуры. Под влиянием напряжений процесс перестройки не только ускоряется, но и приобретает определенное направление в сторону образования кристаллитов, устойчивых при данном напряжении. Лазуркин высказал также подтверждаемое опытом предположение о наличии ориентационного упрочнения в зоне шейки, обусловливающего стабилизацию шейки и локализацию процесса деформации в переходных частях образца. Одновременно он подчеркивает роль ориентационного упрочнения и наличия аморфной фазы при вытяжке кристаллических полимеров. [c.81]

У кристаллических полимеров ориентация осуществляется путем холодной вытяжки , приводящей к рекристаллизации и образованию шейки . Обычно эта операция, приводящая к возрастанию модуля упругости в направлении ориентации, выполняется при температурах выше температуры стеклования, но ниже температуры плавления. В производстве химических волокон коэффициент вытяжки, т. е. отношение длины вытянутого волокна к исходной длине, часто достигает 400—500%, и процесс сопровождается возрастанием прочности вдоль волокна и некоторым падением ее в поперечном направлении. Холодная вытяжка аморфных полимеров, не способных кристаллизоваться, осуществляется в режиме вынужденной эластичности при температурах, превышающих температуры хрупкости, но ниже температуры стеклования. [c.469]

Различные представления общих закономерностей поведения полимера, такие, как ползучесть или упругое восстановление, хрупкое разрушение, образование шейки и холодная вытяжка, рассматриваются обычно раздельно, путем, сравнительного изучения разных полимеров. Стало обычным, например, сравнивать хрупкий разрыв полиметилметакрилата, полистирола и других полимеров, которые обнаруживают подобные свойства при комнатной температуре. Аналогичное сравнительное исследование ползу- чести и упругого восстановления было проведено на примере полиэтилена, полипропилена и других полиолефинов. [c.24]

Образование шейки и холодная вытяжка сопровождаются неоднородным распределением напряжений по длине образца. Рассмотрим этот факт с точки зрения соотношения между напряжением и деформацией, определяющего вид деформационной кривой. Обычно приводимые в литературе деформационные кривые [c.249]

Объяснение образования шейки эффектом адиабатического разогрева связано, по крайней мере частично, с тем, что процесс холодной вытяжки не рассматривался как самостоятельный по отношению к начальной стадии деформаций материала. Дальнейшее исследование процесса холодной вытяжки полиэтилентерефталата было предпринято Эллисоном и Уордом [18]. Полученные ими результаты показывают, что, хотя процесс растяжения в известной мере зависит от адиабатического тепловыделения при высоких скоростях деформации, эффект перехода через предел текучести не связан с этим явлением. [c.269]

Молекулярные движения в полимерах ниже температуры стеклования. Важной особенностью твердых полимеров, способных к холодной вытяжке, является возможность осуществления в них крупномасштабных сегментальных движений при температуре ниже температуры стеклования. Эта возможность особенно наглядно выявляется при исследовании низкотемпературного отжига полимерных стекол. Влияние отжига на механические и теплофизические свойства стеклообразных полимеров подробно рассмотрено в работах Петри и др. [30—33]. Установлено, например, что отжиг аморфного полиэтилентерефталата при 50 °С приводит к потере его способности деформироваться с образованием шейки, так что образец разрушается при малых (около 4 %) удлинениях даже при весьма низких скоростях деформации (10%/мин). Отжиг ниже температуры стеклования приводит также к заметному изменению объема, энтальпии, динамического модуля сдвига и механических потерь. Изменение перечисленных характеристик полимеров зависит от длительности отжига, однако при каждой температуре после достижения некоторого равновесного стеклообразного состояния отжиг перестает влиять на свойства полимера. Если же полимер нагреть выше Гс и после этого закалить резким охлаждением, то все неравновесные (зависимые от длительности отжига) характеристики образца восстанавливаются. Изменения показателей физических свойств полимера в зависимости от условий его отл и- [c.8]

Появление новых синтетических хорошо кристаллизующихся полимеров привлекло внимание В. А. Каргина к изучению зависимости механических свойств полимеров от их фазового состояния. Им был выполнен совместно с Т. И. Соголовой цикл систематических исследований механических свойств кристаллических полимеров. Этими работами были установлены закономерности деформирования таких полимеров в широком интервале температур, но в пределах их кристаллического состояния, в зависимости от химического строения полимеров и их молекулярного веса. В этих работах были выдвинуты также представления о процессе холодной вытяжки кристаллических полимеров (образование шейки) как о фазовом превращении полимера в механическом анизотропном силовом поле. Представлял также интерес цикл исследований температурных переходов полимеров с использованием для этих исследований термомеханического метода, который был осу- [c.11]

При холодной вытяжке процесс протекает с образованием шейки и резким переходом от неориентированного состояния к ориентированному. При этом происходит плавление кристаллических областей под влиянием приложенного усилия, сопровождающееся дальнейшей рекристаллизацией. С повышением температуры малодеформируемые пленки становятся все более деформируемыми за счет развития шейки , а затем и вытяжки ее самой. При этом уменьшаются значения прочности и напряжение рекристаллизации, т. е. напряжение, вызывающее развитие шейки . [c.262]

I — первая Гуковская область II — вторая гуковская область (образование шейки, холодная вытяжка) III — область деформационного размягчения IV — область деформационного упрочнения V — разрушение. [c.281]

Образование шейки и холодная вытяжка [c.12]

Явление образования шейки и холодной вытяжки в полимерах известно хорошо, но буквально до настоящего времени не было выявлено, насколько существенное влияние в этом процессе оказы- [c.12]

Способностью полимерных материалов к образованию шейки при растяжении пользуются на практике, осуществляя так называемую холодную вытяжку. Холодная вытяжка способствует улучшению прочностных свойств, снижению хрупкости и т. д. Рассмотрим подробнее это явление. Ю. С. Лазуркин указывает на два основных положения, справедливых для всех твердых полимеров независимо от физического состояния [c.130]

Если это так, нагрев в промежуточной зоне должен быть очень велик. Поскольку холодная вытяжка осуществляется при температурах, лежащих ниже Tg на сто и более градусов, нагрев в переходной зоне должен быть таким же. Однако измерения тепловых эффектов в зоне образования шейки при растяжении не подтверждают этих предположений. В одних случаях температура возрастает довольно значительно но в других — весьма мало [c.323]

При вытяжке полиамидных, как и многих других синтетических волокон, наблюдается характерный эффект образования шейки . Для фиксации места образования шейки на волокне и повышения равномерности вытяжки в поле вытяжки между валом 4 и галетой 8 установлена круглая палочка 7 из твердого материала (агат, корунд и др.), вокруг которой нить делает один оборот. В результате непрерывного трения движущейся нити палочка значительно разогревается (до 80°). Таким образом, образование шейки на нити при сходе ее с палочки обусловливается притормаживанием и нагреванием ее палочкой. Вытяжка с палочки применяется, как правило, для волокна низких номеров. Волокна высоких номеров могут вытягиваться и без палочки. Волокна без предварительной крутки вытягиваются обычно без палочки. Описанный процесс вытяжки капронового волокна называется холодной вытяжкой. [c.48]

Рис. 144. Образование шейки при холодной вытяжке

Интересная особенность полиамидов — значительная текучесть под нагрузкой, приводящая к появлению способности к холодной вытяжке [362, 559, 560]. Холодная вытяжка протекает с образованием шейки [c.376]

При холодной вытяжке процесс протекает с образованием шейки , причем наблюдается резкий переход от неориентированного состояния [c.377]

Рассмотрение сущности явления холодной вытяжки целесообразно начать с аморфных или слабо кристаллизованных полимеров, для которых проще объяснить ее с молекулярной точки зрения. На рис. 53 изображены кривые зависимости удлинения от нагрузки для полихлорвинила при различных температурах. Если отнести напряжение растяжения f к сечению в недеформированном состоянии, то получается следующая зависимость холодная вытяжка в общем происходит лишь в определенной температурной области (То<Т<Тд). Если температура ниже То, ТО наступает хрупкий излом еще до того, как разовьется напряжение текучести. Если температура выше температуры стеклования Тд для данного аморфного полимера, то образец равномерно удлиняется без образования шейки, и диаграмма нагрузка — удлинение принимает характерную для каучука З-образную форму. В области температур между То и Тд наблюдается холодная вытяжка. С повышением температур напряжение текучести снижается. Одновременно область [c.609]

Несмотря на то что кристаллизация полимера, как правило, сопровождается резким изменением физических характеристик материала, закономерности развития больших деформаций в кристаллических и стеклообразных полимерах имеют много общего. Один из примеров этого—образование шейки , которое может происходить как при холодной вытяжке кристаллических полимеров, так и при вынужденноэластической деформации аморфных полимеров. [c.59]

Особо следует отметить роль поверхностных явлений, сопровождающих процесс холодной вытяжки полимера, которая ранее не принималась во внимание. Действительно, образование макроскопической шейки происходит путем непрерывного перехода поли мера через стадию диспергированного состояния с образованием физических границ раздела между фибриллярными элементами структуры, имеющими коллоидные размеры, и последующей их коагуляцией в зоне переходного слоя. [c.20]

Холодную вытяжку обычно считают пластическим течением полимеров в твердом состоянии. Чаще всего (ПТФЭ составляет исключение) начало холодной вытяжки отмечается образованием шейки у данного образца под действием нагрузки, и пластическое течение продолжается обычно до разрыва образца. Это механическое явление наблюдается в широком диапазоне деформаций (от 5% до нескольких сотен процентов) и происходит всякий раз, когда полимер пластично деформируется, поэтому пластическое течение полимеров следует считать основным свойством высокополимеров. Данные о холодной вытяжке ПТФЭ получены сравнительно недавно [78—80], и мы их кратко обобщим. [c.429]

Процесс холодной вытяжки с образованием шейки наблюдают в определенном температурном интервале и у кристаллических полимеров [65], лишь переход от одной стадии деформирования к другой (например, от первой стадии, где напряжения возрастают пропорционально деформации и деформации однородны по длине образца, ко второй стадии, когда напряжения почти не изменяются, а через образец пробегает шейка холодной вытяжки, и далее к третьей стадии, когда напряжения начинают снова нарастать, а деформации опять однородны по длине образца) происходит значительно более резко, чем у аморфных полимеров. На диаграмме а- е кристаллического полимера с высокой степенью кристалличности в точках перехода от одной стадии к другой возникают точки излома, и диаграмма о е представляет собой кусочнолинейную функцию. [c.32]

Большой интерес, проявляемый промышленностью к таким изделиям, послужил причиной интенсивных исследований морфологических изменений, происходящих в волокне в процессе холодной вытяжки [42]. Результаты этих исследований показали, что образование шейки не связано с локальными повышениями температуры, которые вызывали бы плавление кристаллитов и приводили к течению полимера, сопровождающемуся изменениями структуры. Более того, даже допущение об общем размягчении растягиваемого образца не позволяет объяснить механизм шейкообразования. Оказывается, образование шейки является результатом разрушения кристаллитов поликристаллических композитов, инициированного напряжениями. Молекулярную модель морфологических изменений, происходящих при холодной вытяжке (образовании шейки), можно описать следующим образом (рис. 3.16) [7]. [c.65]

В обычных условиях деформирования, когда образец растягивается при градиенте скорости порядка 10 с , сколько-нибудь заметное выделение тепла и повышение температуры могут происходить только в узкой области, в которой образуется шейка. Маршалл и Томпсон [13] вслед за Мюллером [14] предположили, что холодная вытяжка приводит к локальным скачкам температуры, и образовацие шейки обусловлено размягчением, которое является следствием повышения температуры материала. Устойчивость процесса растяжения в этой модели явления объясняется адиабатическим характером тепловыделений в области образования шейки при ее распространении по образцу с сохранением постоянного усилия растяжения. [c.267]

Хукуэй [151 позднее предпринял попытку объяснить процесс холодной вытяжки найлона 6,6, исходя из аналогичных соображений. Он предполагал, что в месте образования шейки, благодаря совместному действию гидростатического растяжения и повышения температуры, реализуются условия, необходимые для плавления полимера. Представление о локальном плавлении полимера в месте образования шейки играет важную роль для объяснения структуры материала, получаюш ейся в результате его холодной вытяжки. Найлон в нерастянутом (неориентированном) состоянии — высококристаллический материал. Если кристаллы не разрушаются в процессе образования шейки и вытяжки поли- [c.268]

Нет никаких сомнений, что заметные скачки температуры действительно возникают при обычных скоростях растяжения, так что представления Маршалла и Томпсона очень существенны для понимания процесса образования шейки в целом. Однако прямые калориметрические измерения показали [16], что при низких скоростях растяжения повышение температуры столь мало (не более 10 °С), что этот эффект не может объяснить образования и распространения шейки как следствие адиабатического разогрева. Позднее это было в явной форме продемонстрировано Лазуркиным [17], который осуществил холодную вытяжку резин (ниже их температуры стеклования) при очень низких скоростях в ква-зистатических условиях. Винсен 13] подтвердил этот результат, показав, что холодная вытяжка полиэтилена может осуществляться при очень низких скоростях растяжения в области комнатных температур. [c.269]

Цурута, Аримото и Ямада считают, что образование шейки в процессе холодной вытяжки волокна поликапролактама обусловлено локальным выделением тепла при вытяжке и наблюг дается лишь в определенных условиях холодной вытяжки, зависящих от природы внутренней структуры волокна и, вероятно, тесно связанной с эластической дисперсией в области стеклования. [c.415]

Таким образом, кроме хорошо известного способа развития вынужденной эластической деформации с образованием шейки, существует еще один вид холодной вытяжки полимера — возникновение и развитие специфических микротрещин. Оба вида холодной вытяжки приводят к образованию фибриллизован-пого ориентированного материала различие заключается в том, что в первом случае фибриллы слипаются в монолитную шейку, а во втором оказываются разобщенными в объеме микротрещин. Принципиального различия между этими видами неупругой деформации полимера не существует, о чем свидетельствует как близость энергетических параметров обоих видов пластической деформации [97], так и морфологическое сходство получаемых материалов [98]. И в том, и в другом случае на первой стадии на концентраторе напряжения появляется зародыш локализованной деформации фибриллярной структуры (рис. 1.9,а). Дальнейшая эволюция этого зародыша в процессе деформации во многом определяется процессами, протекающими на поверхности раздела фаз, и в первую очередь — межфазной поверхностной энергией. Холодная вытяжка в присутствии адсорбционноактивной жидкости сопровождается ее капиллярным всасыванием [99] в объем концентратора напряжения, адсорбцией на возникающей высокоразвитой поверхности и, следовательно, эффективным понижением межфазной поверхностной энергии полимера (рис. 1.9,6). [c.26]

Как было показано, термомеханическое поведение аморфных высокодисперсных ориентированных полимеров существенно отличается от поведения полимеров, ориентированных на воздухе с образованием шейки. Не менее интересные особенности термомеханического поведения обнаруживают и кристаллизующиеся аморфные полимеры, ориентированные в ААС. Известно, что процессы кристаллизации, происходящие при нагревании полимера, оказывают существенное влияние на его термомеханические свойства. Так, ориентированный путем холодной вытяжки ПЭТФ, способный легко кристаллизоваться при нагревании, не восстанавливает свои размеры полностью при отжиге в области температуры стеклования, в отличие от ориентированных аморфных полимеров. Таким образом, можно полагать, что кристаллизация также будет влиять на термомеханические свойства стеклообразных полимеров, деформированных в адсорбционноактивных средах. [c.78]

П. обладают способностью к холодной вытяжке, протекающей с образованием шейки и уменьшением диаметра образца полимера (см. Механические свойства по.шмеров). В результате длина волокна (или плеики) увеличивается на 400—600%. Ориентированные волокна или нлепки П. имеют предел прочности при разрыве 3000—4000 кг1см . Свойства нек-рых П. приведены в таблице. [c.64]

Для немодифицированного ПС характерна практически прямолинейная диаграмма напряжение — деформация при растяжении с относительной деформацией при разрушении около 2%, в то время как для УПС характерно появление предела текучести и возрастание деформации при разрыве до 30%. Недостатком введения эластичной фазы в стеклообразный полимер является уменьшение разрушающего напряжения и модуля упругости полимера. В зависимости от типа эластифицированного полимера наблюдается заметное различие в механизме их деформирования. Например, в УПС при напряжении выше предела текучести наблюдается деформирование без существенного уменьшения площади поперечного сечения образца с побелением напряженного участка. В АБС-пластиках обычно происходит образование шейки и холодная вытяжка материала. [c.66]

На рис. 2.30 показана типичная диаграмма нагрузка — удлинение ненаполненного полиамида 6 [51]. При малых нагрузках материал упругий, при увеличении нагрузки появляется некоторая текучесть и диаграмма нагрузка — удлинение отклоняется от линейной. Нагрузка достигает максимального значения при верхнем пределе текучести, после чего наблюдается область гомогенной текучести (пластичности), в которой деформация развивается при практически постоянной нагрузке. Затем деформация становится неоднородной с образованием шейки , в которую постепенно переходит весь образец. Этот процесс называется холодной вытяжкой. Разрушение происходит обычно хрупко в области шейки. Полиамид 6, наполненный 30% стеклосфер, также обладает верхним пределом текучести, но в нем шейки не образуется и разрушение происходит при относительно малом удлинении — менее 10% (по сравнению с 30% для ненаполненного полиамида). [c.85]

Деформация полимеров может происходить либо путем образования шейки с последующим течением , либо равномерно по всей длине образца. В дальнейшем будем опускать слово холодный и использовать просто термины тянуть , вытяжка , вытянутый , имея в виду процесс холодной вытяжки . В первую очередь мы будем рассматривать морфологические изменения, происходящие при этих процессах. Деформация ориентированных волокон рассмотрена Херлом в статье Механические свойства волокон . [c.425]

Идея о возможном переплавлении полимерного материала в области шейки была высказана еще в 1953 г. Каргиным и Со-головой [59]. Они предположили, что кристаллиты вследствие цепного строения молекул должны обладать зависимостью температуры плавления от ориентации кристалла относительно действующих на него сил . Кроме того, высказывались предположения, что разогрев материала в области шейки, обусловленный работой пластической деформации по разрушению ламелей [60], может быть настолько велик, что повысит температуру полимера до Гпл. Действительно, холодная вытяжка полимеров только вначале, в упругой области, носит эндотермический ха-зактер. Образование же шейки происходит с выделением тепла 61—64]. Однако подъем температуры недостаточен для плавления полимера [61]. [c.200]