Кривая вынужденной эластичности температур

Влияние пластификаторов на предел вынужденной эластичности и на прочность полимеров в стеклообразном состоянии с позиций физической кинетики изучалось Ю. С. Лазуркиным [547]. Были исследованы различные полимеры поливинилхлорид, полиметилметакрилат, нитрат и ацетат целлюлозы. В качестве пластификаторов применяли диметилфталат, дибутилфта-лат, диоктилфталат. Для всех исследованных материалов была обнаружена узкая область температур, в которой разрывное удлинение 8р резко падает с понижением температуры. Экстраполяцией крутого участка кривой к оси абсцисс можно определить соответствующую температуру. [c.210]

Цель работы. Получение кривых нагрузка — деформация кристаллических и аморфных полимеров при различных температурах и скоростях приложения нагрузки, определение напряжения рекристаллизации или предела вынужденной эластичности и их зависимости от температуры и скорости растяжения. [c.163]

К Хрупкому происходит В том случае, если температура понижается и (или) скорость нагружения возрастает до необходимого значения. Структурное ослабление, связанное с продолжительной деформацией ползучести, вызывает в конце концов состояние локальной вынужденной эластичности. Поперечная деформация ползучести рассмотренной выше трубы из ПВХ при av — 42 МПа представлена иа рис. 8.34. Хорошо видны характерные участки кривой ползучести мгновенная (упругая) деформация ео, основная фаза уменьшения скорости деформации, вторая фаза постоянной скорости деформации и третья фаза — ускоренной ползучести. В пределах последней фазы скорости ползучести велики, а материал пребывает в состоянии вынужденной эластичности. Подобное состояние обычно легче всего достигается для наиболее сильно напряженного материала, т. е. для образца с наименьшим поперечным сечением. [c.279]

Мы видели, что перемещение сегментов в процессе вынужденноэластической деформации происходит под действием напряжения, а не в процессе теплового перемещения, поскольку таковое в стеклообразном состоянии отсутствует. Однако определенный запас тепловой энергии в полимере имеется и при 7<Т(.. С ростом температуры в области ниже Тс запас тепловой энергии сегментов увеличивается и требуется все меньше внешней механической энергии для перемещения сегментов и развития вынужденно-эластической деформации. Поэтому предел вынужденной эластичности уменьшается с ростом Т. Формы кривой а—е при разных температурах приведены на рис. 10.5. При понижении температуры не только увеличивается предел вынужденной эластичности, но и сама кривая вырождается, становится неполной. Разрушение образца может произойти даже раньше, чем достигнут предел вынужденной эластичности От. При оСот разрушение, естественно, происходит при очень малых деформациях (доли процента), а это означает, что полимер при низких температурах ведет себя как хрупкий, не [c.149]

Способ определения температуры хрупкости при изгибе путем фиксации разрушения образцов без их визуального осмотра состоит в следующем. В процессе испытания боек, изгибающий образцы, должен двигаться с постоянной скоростью 2 0,2 м/с. По мере понижения температуры образцов скорость бойка изменяется по кривой с минимумом, хотя и находится, как правило, в пределах допуска минимум на этой кривой соответствует температурному пределу хрупкости резины. Уменьшение скорости бойка при понижении температуры связано с возрастанием жесткости резины. Непосредственно перед хрупким разрушением образец находится в состоянии вынужденной эластичности, когда его жесткость соизмерима с жесткостью в хрупком состоянии однако образец не разрушается в процессе деформирования, что связано со значительным поглощением энергии, а значит, со снижением скорости бойка. В хрупком состоянии трещины появляются при незначительной деформации, расход энергии бойка на деформирование образца снижается, а скорость его возрастает. Таким образом, минимум скорости соответствует состоянию, предшествующему разрушению, т.е. температурному пределу хрупкости. Для исключения влияния силы зажатия образца применяется резиновая прокладка, что уменьшает разброс показаний. [c.549]

Температурная зависимость предела вынужденной эластичности. На рис. 88 и 89 представлены типичные кривые зависимости б=/(о) для стеклообразных полимеров при разных температурах. Из рисунков видно, что по мере понижения температуры предел вынужденной эластичности закономерно возрастает. [c.230]

Влияние энергии межмолекулярного взаимодействия. С усилением межмолекулярного взаимодействия температурный интервал вынужденной эластичности расширяется. Это объясняется образованием за счет полярных групп прочных связей (узлов) между цепями, приводящим к увеличению хрупкой прочности. В то же время эти связи достаточно лабильны, и при приложении больших напряжений возможны перегруппировки участков цепей, приводящие к более равномерному нагружению всей молекулярной сетки. Это означает, что вынужденно-эластические деформации. могут происходить при более низких температурах,. следовательно, кривая зав Исимости Ов=НТ) имеет небольшой наклон. Как следует из рис. 92, в этом случае наблюдается низкая температура хрупкости. [c.234]

Предел вынужденной эластичности увеличивается с понижением температуры, причем тангенс угла наклона кривой Ов = [(Т) всегда больше тангенса угла наклона кривой Охр=/(7 ). Точка пересечения этих двух кривых, в которой = а р, определяет температуру хрупкости материала . [c.186]

Влияние плотности упаковки макромолекул [5]. Макромолекулы некоторых полимеров при стекловании не успевают плотно упаковаться (см. гл. 6). Рыхлая упаковка макромолекул облегчает изменения их конформаций, т. е. способствует проявлению вынужденной эластичности при приложении больших напряжений при этом Ов не очень сильно изменяется при охлаждении [кривая (Тв = = f T) пологая], и температура хрупкости низка. Так, рыхлая упаковка макромолекул нитрата и ацетата целлюлозы обусловливает широкий температурный интервал их вынужденной эластичности. [c.188]

Полиэтилентерефталат. Как уже отмечалось, природа полимера также влияет на его деформацию в ААС. Рассмотрим влияние скорости растяжения на деформацию полиэтилентерефталата в ААС (деканоле) при комнатной температуре (рис. 5.15). В то время как при малых скоростях деформации кривые растяжения полимера имеют обычный вид (прямолинейный начальный участок, предел вынужденной эластичности и область плато), при высоких скоростях деформации их характер существенно изменяется. Хорошо видно, что после спада напряжения на кривых растяжения появляется участок с меньшим наклоном (при высоких скоростях растяжения — практически горизонтальным), а затем еще один спад напряжения, после чего происходит ориентационное упрочнение материала [215]. [c.128]

В случае пленок ПХВ при температурах выше 20 °С разрушающие напряжения при растяжении близки к пределу вынужденной эластичности, и поэтому развитие удлинений в значительной мере определяется временем до разрушения образца, что и обусловливает резкий подъем кривых 1, 2, 3 на рис. 2.40. [c.100]

Уравнение (4) связывает три характерных параметра процесса вынужденной эластичности предел вынужденной эластичности, время до начала образования шейки (равное времени релаксации), т. е. деформационную долговечность, и температуру размягчения. Поэтому, когда материал деформируется без образования шейки и нельзя определить характерное значение времени, константы уравнения (4) могут быть получены из зависимости температуры размягчения (определяемой по термомеханической кривой) от задаваемых напряжения и времени воздействия Время воздействия играет в этом случае роль деформационной долговечности, т. е. времени нагружения, вызывающего развитие недопустимо больших деформаций при получении термомеханических кривых. [c.235]

В одном случае температура хрупкости определяется как точка пересечения кривых температурной зависимости хрупкой прочности и предела вынужденной эластичности, получаемых при статическом растяжении. Именно эту температуру хрупкости (Г хр) сопоставляют с температурой стеклования Гс, определенной в близких условиях Г хр всегда меньше Гс и разделяется с ней температурным интервалом вынужденноэластической деформации [49]. [c.93]

Уравнение (11.16) определяет характер зависимости предела вынужденной эластичности как от скорости деформирования, так и от температуры. В частности, оно дает приблизительно линейную зависимость а э от логарифма скорости, что неоднократно наблюдалось экспериментально. Кроме того, уравнение (11.16) предсказывает плавное возрастание 0 3 с понижением температуры (также почти линейное). Это характерно для полимеров, на кривых растяжения которых нет максимума. [c.141]

III.9 показаны две такие кривые для реальных полимеров их может быть одна, две, три и даже больше). Область вынужденной эластичности ограничивается со стороны высоких температур точкой (интервалом) стеклования. [c.203]

На рис. 1У.25 представлены кривые растяжения кристаллических образцов при разных температурах. В интервале температур от 90 до 180° С образцы деформируются с образованием шейки, которая является стабильной и простирается на большую длину. При 70—80° С шейка только начинает возникать, после чего сразу же наступает разрушение образца. При более низких температурах наблюдается чисто хрупкий разрыв без образования шейки. Полностью аморфные образцы пленок лавсана деформируются с образованием шейки в интервале температур от —30 до - -80° С. Ниже —30° С происходит хрупкое разрушение. При температуре около 90° С предел вынужденной эластичности стремится к нулю, что соответствует приближению к температуре стеклования. [c.276]

По-видимому, в интервале температур, в котором аморфный образец способен к вынужденной эластичности, последняя проявляется и в аморфных областях кристаллического полимера. Она имеет локальный характер, и поэтому может быть достаточно велика. В результате происходит местная ориентация, прочность возрастает, и кривая хрупкой прочности кристаллического образца располагается выше соответствующей кривой для [c.277]

При каждой выбранной температуре в интервале стеклообразного состояния снять серию релаксационных кривых при различных постоянных деформациях ео- В общем случае с увеличением ео релаксационные кривые смещаются вверх в область больших напряжений а, но при переходе через ео, соответствующую пределу вынужденной эластичности, релаксация напряжения ускоряется, и кривые начинают смещаться в область меньших напряжений (рис. П.1). [c.68]

Если сканирование осуш,ествляется по напряжению, определяются обычные кривые растяжения или сжатия в координатах <т—е. Если разрушение происходит нехрупко и легко оценить предел вынужденной эластичности Овэ (рис. 11.22), то зависимость Овэ от температуры описывается соотношением [16] [c.88]

Интересны и температурные зависимости предела вынужденной эластичности исходного и пластифицированного полиарилатов (рис. 105). С повышением температуры этот параметр линейно убывает вплоть до концентрации пластификатора, равной 10%. Характерно, что прочностные характеристики композиции, содержащей от О до 10% пластификатора, почти одинаковы. При 15%-ном содержании Ф-5 предел вынужденной эластичности на первом участке кривой изменяется примерно так же, как и при более низком содержании пластификатора. Однако, начиная с температуры, приблизительно равной 130° С, график резко отклоняется в сторону уменьшения прочности, [c.200]

В качестве примера для иллюстрации предельных состояний полимера рассмотрим диаграмму (рис. 11.1) нагрузка—деформация для полимера при различных температурах (либо при различных скоростях деформации). Кривая 1 соответствует хрупкому разрушению образца, при котором наблюдаются лишь упругие деформации. В этом случае разрывное напряжение сгр равно пределу прочности полимера. Кривая 2 соответствует разрушению полимера выше температуры хрупкости в нехрупком (стеклообразном) состоянии, при котором разрушению предшествует вы-нужденноэластическая деформация. Последняя развивается в полимере при достижении предела вынужденной эластичности ав [11.6 11.7]. При переходе напряжения через значение а=ав об- [c.283]

Смеси битум-полимер обнаружили низкую термическую чувствительность, что подтверждается высоким индексом пенетрации. Смеси В и О, содержащие 6% мае. полимера, гарантированно выдерживают температуру хрупкости по Фраасу минус 25°С. Об улучшении эластичности свидетельствует ее восстановление при 25°С, которое составляет свыше 50%о. Дуктильность при 25 С представляется довольно низкой, однако это можно объяснить тем, что ее определяли методом вынужденной дуктильности, который заключается в накладывании нагрузки на испытуемый образец при стандартных испытаниях дуктильности. Этот метод устанавливается в Европейских стандартах для модифицированных битумов (СЕМТС198С1 С4). На рис. 7. 5 приведены кривые вынужденной дуктильности для образца С. Величина пика на ри- [c.363]

Предел вынужденной эластичности увеличивается с пониже-иису температуры, причем тангенс угла наклона гфнвон <Тв=/( ) всегда ба ьше. чем кривой сг<р=/(7 ). Точка пересечения этих двух криаык в которой (Ги=ст,р, определяет гслспературу хрупкости материала . [c.214]

Из данных, приведенных в табл. 5,18, видно, что при повышении температуры и увеличении влажности прочность соединений снижается. Незначительный рост прочности после вакуумирования обусловлен, по-видимому, восстановлением межмолекулярных связей. Различие между исходной прочностью к прочностью после вакуумирования вызвано, видимо, разрушением химических связей на границе раздела. Эти процессы имеют место и при эксплуатации соединений в атмосферных условиях, особенно при повышенной влажности, но они протекают с значительно меньшей скоростью. Тот факт, что происходит разрушение химических связей, дополнительно подтвержден результатами испытаний образцов эпоксидных полимеров, отвержденных по указанному выше двухступенчатому режиму, — после их предварительной выдержки в течение 72 ч при 100 °С на воздухе и в воде с последующим определением прочности в той же среде при различных температурах (табл. 5.19). Образцы, выдержанные при 100 °С и испытанные в воде, имеют более высокие прочность и удлинение по сравнению с образцами, выдержанными на воздухе. Можно предположить [113], что в процессе испытя-нщТвода, проникающая в полимер, разрушает более напряженные связи, происходит их перегруппировка. В этом случае удлинение повышается в большей степени, чем при пластификации клея водой [113], а кривая напряжение — деформация характеризуется наличием значительного плато вынужденной эластичности. [c.149]

Предел вынужденной эластичности увеличивается с понижением температуры, причем тангенс угла наклона кривой Оя=ЦТ) всегда больше, чем кривой Охр=/(7 ). Точка иересепсния этих двух кривых, в которой сгв ахр, определяет гсмпературу хрупкости материала [c.214]

Влияние плотности упаковки макромолекул . У некоторых по лимеров при стекловании макромолекулы не успевают плотно упа коваться (глава УГП), Рыхлая упа ковка макромолекул облегчает из меиения нх конформаций, т. е. спо собствует Проявлению вынужденной эластичности при приложении боль-ишх папряжеиий при этом Ов це очень сильно изменяется при охлаждении [кривая Ов = ЦТ) пологая] и температура хрупкости низкая. Например, рыхлая упаковка макромолекул нитрата и ацетата [[еллю лозы обусловливает широкий тем пературиый интервал их вынужден ной эластичности. [c.216]

Если область II кривой а—е аморфного стеклообразного полимера обусловлена проявлением эластичности, имеющей релаксационную природу, то на ее величину и само существование должны оказывать сильное влияние температурный и временной факторы. Действительно, при понижении температуры величина предела вынужденной эластичности увеличивается, а область ее сокращается вплоть до полного исчезнования, когда разрушение образца наступает до достижения предела вынужденной эластичности (рис. 54). При понижении температуры тепловая энергия сегментов снижается и не может преодолеть силы межмолекулярного взаимодействия, что необходимо для развития высокоэластической деформации. Поэтому предел вынужденной эластичности возрастает. Температура, при которой разрывное напряжение (т, е. разрушение образца) совпадает с пределом вынужденной эластичности, называется температурой хрупкости ( 4 на рис. 54). Ниже этой температуры (4) вынужденноэластические деформации не развиваются, и полимер находится только в хрупком состоянии. Его разрушение происходит по механизму хрупкого разрыва (см. гл. VHI). [c.112]

Предел вынужденной эластичности увеличивается с понижением температуры, причем тангенс угла наклона кривой Оц =/(7) всегда больше, чем кривой < кр.= (Т). Точка пересечения этих двух кривых, Б которой 0в= хр.> опрвдбляет температуру хрупкости материала. [c.232]

С постоянной скоростью ПЭТФ в ряде ААС. Прежде всего следует отметить резкое снижение механических характеристик ПЭТФ при его деформации в контакте с жидкими средами. Такая важная характеристика, как предел вынужденной эластичности, может уменьшиться почти в 6 раз при деформации полимера в среде, не только не взаимодействующей с ним химически, но и совершенно не вызывающей набухания ненапряженного полимера при комнатной температуре. Следует отметить, что во всех изученных средах вынужденная эластическая деформация осуществляется путем перехода полимера в ориентированное состояние внутри специфических микротрещин. Другой интересной особенностью полученных данных является сам характер кривых растяжения. На первом участке кривой, до достижения материалом предела вынужденной эластичности, все кривые совпадают независимо от природы используемой адсорбционно-активной среды. Однако при дальнейшей деформации влияние жидкости становится определяющим в механическом отклике полимера. Хорошо видно, что в некоторых случаях кривые растяжения пересекаются, и напряжение стационарного развития деформации в одной среде оказывается больше (например, в гептане), чем в другой (например, в олеиновой кислоте), хотя предел вынужденной эластичности в олеиновой кислоте значительно выше, чем в гептане. [c.100]

В этом легко убедиться, изучая кривые растяжения полимера, полученные при изучении образцов различного поперечного сечения. Поскольку путь микротрещии неодинаков, очевидно, различается и время их прорастания через поперечное сечение. На рис. 5.22 показаны кривые растяжения ПЭТФ для образцов, имеющих различную толщину при их растяжении с постоянной скоростью в м-гексаноле при комнатной температуре [220]. Из рисунка следует, что если предел вынужденной эластичности и напряжение стационарного развития деформации практически не зависят от толщины образца, то удлинение, при котором кривая растяжения выходит на плато, закономерно возрастает при переходе от образцов с меньшим поперечным сечением к образцам с большим поперечным сечением. Полученный результат подтверждает вывод о механизме роста мнкротрещин, приведенный выше на основании прямых микроскопических наблюдений. [c.139]

Практически за Гхр принимают точку пересечения кривой зависимости предела вынужденной эластичности от температуры с кривой хрупкой прочности. Для поли-л(-фениленизофталамида соответствующий график представлен на рис. П.ЗО (образцы испытывались на сжатие). Гхр, определенная из этого графика, оказалась равной —70 °С. Таким образом поли-л(-фениленизофталамид обладает чрезвычайно широким интервалом выиужде1шой эластичности (от —70 до 270 °С). Как было показано выше, при этой же температуре динамическим механическим методом был обнаружен релаксационный Р-переход, связанный с движением участков макроцепи, меньших сегмента. [c.90]

Ввиду различной температурной зависимости хрупкой" прочности и предела вынужденной эластичности для каждого полимера имеется температура, при которой соответствующие кривые пересекаются, т. е. температура хрупкости (Тхр). Ниже этой температуры имеет место хрупкое разрушение, выше — разрыву предшествует вынужденно-эластическая деформация. При эксплуатации резиновых изделий Гхр является важным показателем свойств материала, фактически определяющим нижнюю температурную границу высокоэластичности. По ГОСТ [65, 66] этот показатель определяют не как точку пересечения двух температурньгх зависимостей (что для массовых быстрых испытаний неудобно), а как температуру, ниже которой консольно-закрепленный образец, изгибаемый при ударе бойка с опреде- [c.25]

Сложный характер деформационных процессов в кристаллических полимерах обусловливает и сложный характер зависимости механических характеристик от скорости деформирования. Так, кривая зависимости предела прочности и напряжения рекристаллизации от скорости деформации проходит через максимум и отчетливо подразделяется на три участка На каждом из этих участков преобладает определенный механизм деформации (вынужденная эластичность или пластическое течение). Для объяснения зависимостей Орекр от температуры и скорости деформирования рассматривают влияние двух процессов расстекловывания аморфной и плавления кристаллической частей полимера. [c.263]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология