Кривые предела вынужденной эластичности

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]

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]

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]

Для аморфных стеклообразных полимеров вид деформационных кривых сохраняется как при растяжении в активных жидкостях, так и при хрупком разрушении на воздухе. Разрушение этих полимеров в жидкости происходит при меньших напряжениях, чем на воздухе, и сопровождается интенсивным растрескиванием поверхности. Кристаллические эластомеры, характеризующиеся большими деформациями растяжения, более чувствительны к действию жидких сред различной химической природы. Изменение их деформационного поведения в жидкостях может выражаться в уменьшении начального модуля при растяжении (только в растворителях), в снижении предела вынужденной эластичности и напряжения развития шейки, в увеличении или уменьшении предельной деформации при разрыве. [c.163]

Результаты исследований методом рассеяния рентгеновских лучей и методом электронной микроскопии позволяют предположить, что пустоты, содержащиеся в трещине серебра, распределены в виде взаимосвязанных полостей сферической формы, типичные размеры которых 10—20 нм. На кривых напряжение—деформация, полученных для материалов с трещинами серебра, выявляется предел вынужденной эластичности, при превышении которого начинается течение материала, обратимое до значений деформации 40—50% при напряжении 41—55 ЛШа. При возврате к нулевому напряжению материал с трещиной серебра характеризуется обратимостью ползучести с замедляющейся скоростью [c.365]

По кривым нагрузка — деформация определяют напряжение рекристаллизации Стр для образцов кристаллических полимеров и пределы вынужденной эластичности Ов для образцов аморфных полимеров. Условия и результаты опытов вносят в таблицу. [c.164]

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]

Температурная зависимость предела вынужденной эластичности. На рнс. 88 и 89 представлены типичные кривые зависимосги [c.212]

Напряжение, соответствующее точке максимума, обычно называют пределом текучести, хотя по своему физическому смыслу — это скорее предел вынужденной эластичности. Пологий участок кривой, в пределах которого напряжение растет очень незначительно, соответствует этапу постепенного распространения шейки на всю длину образца. Когда весь материал переходит в шейку, образец вновь начинает деформироваться как единое целое, и напряжение начинает быстро увеличиваться. [c.28]

Рис. 53. Кривая растяжения аморфного стеклообразного полимера 0в.э — предел вынужденной эластичности

A. Н. Неверов. Если речь идет о пределе вынужденной эластичности, то из полученных нами данных можно сделать вывод, что облучение не изменяет величины предела вынужденной эластичности вплоть до тех доз, когда величина прочности материала не станет равной пределу вынужденной эластичности. Дальнейшее облучение материала приводит к исчезновению на кривых растяжения предела вынужденной эластичности материал испытывает хрупкий разрыв. [c.369]

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]

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]

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]

Другими словами, на первой стадии растяжения полимера, в интервале деформаций от предела вынужденной эластичности до выхода кривой растяжения на плато, происходит формирование сравнительно узкой зоны пластически деформированного полимера и ее прорастание через все поперечное сечение испытываемого образца. Дальнейшая деформация осуществляется путем распространения сформировавшейся узкой зоны — шейки — на всю рабочую часть образца. Процесс холодной вытяжки полимера в адсорбционно-активной среде, несмотря на отмеченные выше различия, имеет много общего с хорошо изученным процессом деформации полимера на воздухе. Хотя при растяжении полимера в адсорбционно-активной среде не происходит образования монолитной шейки, пластическая деформация полимера на первых стадиях растяжения осуществляется в области вершин специфических микротрещин, прорастающих, так же, как и шейка, через поперечное сечение деформируемого полимера. [c.137]

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]

Из теоретического рассмотрения расчетной модели и экспериментальных наблюдений следует, что деформационные свойства синтактного материала определяются в основном поведением полимера-матрицы, тогда как степень наполнения влияет лишь на характер кривой сжатия. Действительно, у монолитного и у наполненного образцов на начальном участке кривой сжатия наблюдается упругая деформация, а при дальнейшем деформировании достигается предел вынужденной эластичности (рис. 87). Следовательно, для рассматриваемых материалов условный предел прочности при нехрупком разрушении характеризуется в отличие 202 [c.202]

Наклонное ступенчатое возбуждение в испытаниях на прочность главным образом используется для оценки предельных усилий, которые материал может выдержать до его полного разрушения. Характерные особенности различных типов разрушения обусловлены в основном формой и характером записи кривой нагрузка—удлинение. Грубое различие вырисовывается между хрупким разрушением, произвольно и не совсем точно определяемым здесь как разрушение до предела вынужденной эластичности, и пластическим разрушением, к которому относятся все случаи, когда кривая нагрузка—удлинение имеет заметное изменение наклона, соответствующее пределу вынужденной эластичности. [c.108]

Размеры микроблоков надмолекулярных структур, приведенные в табл. I. 1, подтверждаются опытами, в которых для линейных полимеров метилстирольного каучука СКМС-30 и бутадиен-стирольного каучука СКН-26 были исследованы диаграммы растяжения с заданными скоростями деформации (см. табл. 1.2). При тем- пературах ниже Гс (т. е. в области стеклообразного состояния) кривые деформации характеризуются наличием предела вынужденной эластичности Ов, что будет рассмотрено в гл. П. Процесс вынужденной эластичности связан с -тем, что время молекулярной релаксации т, характеризующее подвижность свободных сегментов и близкое по величине (но несколько большее) к среднему конформационному времени Тк [уравнение (1.23)], снижается при больших напряжениях (порядка 10 —10 Па) настолько, что сегменты становятся подвижными и высокоэластическая деформа-ция возможна. [c.66]

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]

К дальнейшему уменьшению тангенса угла наклона кривой растяжения. В максимуме (см. рис. 86) или в области плато (см, рис. 87) 1срквой растяжения касательная к кривой горизонтальиа, т. е. скорость вынужденно-эластической деформации становится равной полной скорости деформации. Р1апряжение, прн котором это про-исходит, называется пределом вынужденной эластичности иц. Вблизи максимума н в области спада напряжения замечается начало образования шейки. К концу спада напряжения формирование шейки заканчивается. [c.212]

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]

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]

Аналогично зависимости скорости релаксации напряжения от числа последовательных релаксаций при напряжениях, равных авэ, аномальный характер имеет и зависимость самой величины предела вынужденной эластичности от порядкового номера кривой деформирования при последовательных циклах нагружение до предела вынужденной эластичности, разгрузка, снова нагрун<ение до предела вынужденной эластичности и т. д. вплоть до разрушения образца. Как и следует ожидать, при подобных последовательных циклах нагружения до Овэ и разгрузки вследствие накапливающихся разрывов напряженных межузловых цепей релаксационная способность полимера возрастает, что проявляется в монотонном снижении с каждой последующей деформацией величины предела вынужденной эластичности, рассчитанной на фактическое сечение с учетом изменения сечения образца из-за остаточных деформаций (табл. 11). [c.237]

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]

Тем не менее, характер кривой растяжения остается таким же, как и на воздухе, т. е. на кривой имеются пик перенапряжения, область спада напряжения и область плато. Как видно, проблема влияния жидких сред на механические свойства полимеров разбивается на ряд отдельных вопросов, имеющих, тем не менее, весьма важное значение для ее решения. Чем определяется предел вынужденной эластичности Что означает спад напряжения Каким образом зарождаются и растут микротрещины, т. е. каков характер развития локализованных зон, содержащих высокодисперсный фибриллизованный материал [c.100]

В то же время, поскольку речь идет о пря.молинейном начальном участке кривой растяжения 0аэ = 8 3 = ё/аэ (где Ввэ —деформация, при которой достигается предел вынужденной эластичности, — время, за которое он достигается при скорости деформации ё). Следовательно [c.134]

На рис. 5.20 данные подсчета развивающихся мнкротрещин сопоставлены с кривыми растяжения ПЭТФ, полученными в аналогичных условиях. Прежде всего следует отметить заметное различие в пределах вынужденной эластичности Овэ при растяжении в олеиновой кислоте оказывается значительно больше, чем в н-пропаноле. Кроме того, значение деформации, при которой начинается растяжение полимера в условиях стационарного напряжения (выход на плато), хорошо совпадает со значением деформации, при котором число микротрещии в ПЭТФ перестает зависеть от степени растяжения. [c.138]

Детальное микроскопическое исследование позволило выявить некоторые особенности развития неупругой деформации ПЭТФ в ААС и сопоставить эти данные с кривой растяжения. На первой стадии растяжения в области предела вынужденной эластичности происходит зарождение и поперечный рост микротрещин (см. рис. 5.21,6). Как отмечалось выше, на этой стадии растяжения их рост происходит при очень малой и практически постоянной ширине [70]. Это вызывает рост числа микротрещин в деформируемом образце (см. рис. 5.20, кривые 1, 2 ). После того, как микротрещипы пересекут все поперечное сечение полимера (рис. 5.21,в), уменьшение напряжения в образце прекращается, и кривая растяжения выходит на плато. Дальнейшая деформация происходит путем продольного расширения микротрещин без возникновения и роста новых центров деформации. При этом количество микротрещин перестает зависеть от степени вытяжки. [c.138]

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]

Чем выше вязкость адсорбционноактивной среды, тем больше сопротивление, которое она испытывает при миграции в зону активной деформации— в вершину микротрещины, и тем в большей степени затруднен ее рост, и наоборот. Поскольку рост мнкротрещин на первых стадиях растяжения определяет механическое поведение полимера в целом, то неудивительно, что и предел вынужденной эластичности полимера (рис. 5.24, кривая 2), как это было показано выше, также во многом определяется кинетическими эффектами. Предел вынужденной эластичности полимера закономерно возрастает с увеличением вязкости используемой адсорбционно-активной среды. Из приведенных данных выпадают результаты, относящиеся к действию предельных углеводородов (н-гексана, -декана) на механическое поведение ПЭТФ. [c.141]

Анализ данных, приведенных на рис. 5.30, позволяет связать вид кривой растяжения полимера с числом и скоростями роста возникающих в нем микротрещии. Наибольшее число микротрещин возникает при малых деформациях, которые лежат в области напряжений до достижения макроскопического предела вынужденной эластичности. Прямые измерения, проведенные в [224], показали, что микротрещины, возникающие на начальном участке деформирования, растут с наибольшей скоростью. Оказывается, что, как только быстрорастущие микротрещипы прорастут через все поперечное сечение образца, напряжение уменьшается, что приводит к резкому снижению как числа возникающих мнкротрещин, так и скорости их роста. [c.146]

Сравнение кривых растяжения ПЭТФ на воздухе и в ААС (см. рис. 5.1) показывает, что деформирование в ААС приводит к заметному снижению механических характеристик полимера. Кроме того, имеется различие в спаде напряжения после достижения предела вынужденной эластичности. На наш взгляд, это различие обусловлено тем, что на воздухе прорастание щейки происходит, как правило, в одном месте образца, в связи с чем на динамометрической кривой растяжения обычно возникает достаточно резкий спад напряжения. В то же время, множество растущих с различными скоростями микротрещии сложным образом разгружают растягиваемый полимер, тем более, что, как следует из рис. 5.30, микротрещины могут рождаться и расти во всей исследованной области растяжения (до 50%) и вносить свой вклад в спад напряжения. Этот вывод подтверждают и данные работы [223], в которой было обнаружено, что в тех случаях, когда при малых скоростях деформирования полимера в ААС в образце возникает и растет всего лищь одна микротрещина, спад напряжения на динамометрической кривой растяжения после достижения предела вынужденной эластичности становится таким же резким, как и при деформации полимера на воздухе. [c.147]

Рис. 5,35. Зависимость предела вынужденной эластичности МПВХ при его растяжении на воздухе (/) и в к-гексане (2), напряжения стационарного развития деформации на воздухе (5) и в н-гексане (4), а также значения спада напряжения на кривой растяжения на воздухе (5) и в н-гексане (6) от скорости растяжения.

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология