Прочность полимерного материал

По влиянию на прочность полимеров наполнители можно разделить на две группы усилители, увеличивающие прочность полимерного материала, и инертные наполнители, не увеличивающие его прочность. Нередко наполнитель вводят не для изменения свойств материала в определенном направлении, а просто для снижения стоимости изделия. Многие наполнители применяют для придания материалу определенного свойства, например негорючести, термостойкости и т. д. [551 ]. Но в ряде случаев наполнители являются обязательными компонентами композиции, без которых невозможно обеспечить необходимую прочность изделия. Это особенно резко проявляется в производстве резиновых изделий из синтетического каучука. Как известно, прочность вулканизатов некристаллизующихся синтетических каучуков очень мала, если в сырую резиновую смесь не вводить активных наполнителей (в больщинстве случаев технического углерода). [c.214]

Требование увеличить прочность полимерного материала подчас совпадает с требованием наиболее рационального его применения, т. е. использования в таких условиях эксплуатации (температура, скорость нагружения), в которых его прочность наиболее велика. Напомним, что в общем случае температурная зависимость прочности, оцениваемой значениями Ор или работой до разрушения, представляет собой убывающую функцию с изгибом (см. рис. 1.27) в определенном интервале температур. Кривая, изображающая температурную зависимость прочности, с увеличением скорости нагружения смещается в область более высоких температур. Таким образом, при некоторой температуре Т на рассматриваемой кривой может появиться минимальное значение прочности, соответствующее участку изгиба. Однако при температуре эксплуатации и больших скоростях нагружения прочность даже в области высоких температур может оказаться если не максимальной, то во всяком случае удовлетворяющей требованиям эксплуатации. В этом смысле определенным условием эксплуатации соответствуют наиболее оптимальные структуры полимеров, полимерные композиции и комбинированные материалы. [c.296]

Сказанное отнюдь не означает, что на прочности полимерного материала не отражается величина межмолекулярных сил, которые [c.415]

Практически изменение деформации различных видов полимерных материалов не всегда совпадает с описанной кривой. Расхождения объясняются различной прочностью полимерного материала, а следовательно, его разной структурой и составом. Для прочных пластмасс кривая растяжения подобна кривой для металлов (кривая 3 на рис. П1.2), а для пластичных, с малой прочностью, она, наоборот, приближается к кривой для эластомеров (кривая 2 на рис. П1.2). Это закономерно, поскольку деформационные овойства полимерных материалов определяются их упругостью, которая характеризуется модулем упругости (Е), представляющим собой отношение а/е при соответствующем нагружении (растяжении или сжатии). [c.36]

Представляется целесообразным обсудить основные принципы статистического рассмотрения прочности полимерного материала. [c.24]

Прочность полимерного материала не может быть рассчитана простым суммированием прочности всех связей, приходящихся на поперечное сечение образца и противодействующих разделению его на части. Причиной этого, в частности, является наличие микродефектов различной степени опасности, которые случайно распределены по объему образца. На краях этих микродефектов возникают перенапряжения тем большие, чем опаснее микродефект. Образование в полимерах надмолекулярных микроструктур может явиться причиной увеличения их неоднородности. Это особенно существенно для кристаллизующихся полимеров, которые иногда разрушаются по поверхностям, ограничивающим кристаллические образования. В тех случаях, когда кристаллические образования взаимно пронизывают друг друга, прочность полимеров при прочих равных условиях становится значительно больше. [c.55]

Интересна попытка описания процесса утомления полимера при циклических деформациях и оценка прочности полимерного материала в этих условиях без использования критерия Бейли и уравнения (1.28), предпринятая в связи с тем, что утомление полимеров при циклических деформациях рассматривается не как чисто физический процесс, а как процесс, который сопрово-ждается также развитием химических реакций [60, с. 11 212, с. 412]. Критерий Бейли, по-видимому, не всегда применим к случаю разрушения полимерных материалов [442]. [c.149]

Увеличение прочности полимерного материала, находящегося под воздействием агрессивных сред, наряду с обычными приемами достигается выбором полимера, стойкого к воздействию агрессивных сред в силу своего химического строения. Если это затруднительно, то в композицию добавляют вещества, ингибирующие процесс химического взаимодействия полимера с агрессивным реагентом. Существенное увеличение механической прочности при воздействии агрессивных сред достигается также путем ослабления факторов, ускоряющих взаимодействие полимера с агрессивным реагентом. К числу таких приемов следует отнести предотвращение фотосенсибилизирующего действия ингредиентов и устранение вредного влияния сильных поглотителей света. [c.172]

Таким образом, можно сделать заключение, что при прочих равных условиях тип надмолекулярной структуры оказывает существенное влияние на характеристики прочности полимерного материала, причем в зависимости от условий эксплуатации оптимальной может оказаться та или иная структура, и оценивать какую-либо структуру, абстрагируясь от условий эксплуатации, нельзя. Однако обычно влияние надмолекулярной структуры на прочность оценивают, ориентируясь на стандартные условия испытаний. [c.195]

При применении теории Губера—Генки к рассмотрению прочности полимерного материала выбирают реологическую модель, описывающую его механические свойства. Иногда для этого оказывается достаточно модели Кельвина. [c.263]

Следует заметить, что наложение силовых полей в процессе формирования надмолекулярных и молекулярных структур способствует существенному изменению структурных и релаксационных характеристик (в том числе и определяющих прочность) не только наполненных [298, с. 136], но и ненаполненных [652, с. 611—614] систем. Так, например, М. С. Акутин с сотр. показали, что наложением магнитного поля на расплав термопластов можно существенно увеличить прочность полимерного материала. [c.304]

Если значение напряжения в изделии равно или превышает разрушающее напряжение материала, то оно разрушается. Таким образом, оценивая прочность полимерного материала, используют два фундаментальных понятия [c.77]

Необходимо отметить, что у этого метода недостатков значительно больше, чем достоинств. Возникает вопрос — почему именно 1 мм, а не 10 или 0,1 мм. Как оценивать теплостойкость полимерного материала, если после достижения внедрения на 1 мм оно продолжает развиваться. Основной же недостаток метода состоит в том, что при нагружении индентора под ним создается такое напряжение сжатия, значение которого может превышать предел прочности полимерного материала и тогда внедрение на глубину 1 мм будет происходить не под действием температуры, а по совсем другой причине — от хладотекучести перегруженного материала. [c.145]

Рис. 32.3. Зависимость температуры, при которой сохраняется 50 % исходной прочности полимерного материала, от времени действия

Существенные структурные изменения в полимере происходят лишь тогда, когда вводимые твердые частицы достаточно сильно взаимодействуют с ним. При этом обязательным условием является хорошее смачивание наполнителя полимером. Твердый тонкодисперсный наполнитель часто играет роль адсорбента, на поверхности которого адсорбируются молекулы полимера. При этом образуются высокоориентированные адсорбционные слои, способствующие повышению механической прочности полимерного материала. В ряде случаев при взаимодействии полимера и наполнителя образуются химические связи. Размер частиц наполнителя должен находиться в определенном соответствии с размерами структурных образований в полимере. [c.206]

По прочности, эластичности и упругости, а также по устойчивости к истиранию и сминанию полиамидные волокна превосходят натуральные и искусственные волокна. Большая прочность полиамидных волокон объясняется в значительной степени наличием водородных связей между водородом и кислородом групп СО и КН. На рис. 120 в схематической формуле капрона углеводородные остатки изображены ломаной линией. На рисунке видно, что водородные связи усиливают взаимное притяжение между цепями и таким образом повышают механическую прочность полимерного материала. [c.369]

Рассматривается влияние неоднородности различного уровня (молекулярного, надмолекулярного, коллоидного) на характеристики прочности полимерных материалов в зависимости от условий их эксплуатации. Показано, что для увеличения прочности полимерного материала необходимо обеспечить в системе наличие двух типов связей прочных, обеспечивающих сопротивление разрушению, и лабильных, способствующих сглаживанию пиков перенапряжений. Распределение этих связей должно быть осуществлено в соответствии с распределением максимальных напряжений в процессе эксплуатации. Показаны пути направленного или тензорного усиления наполненных полимерных материалов. Показаны также причины комбинационного упрочнения и влияние на этот эффект некоторых технологических и физико-химических факторов. [c.231]

Зависимость прочности полимерного материала рации на- [c.39]

III Подход к расчетам прочности полимерных материала [c.102]

До тех пор пока не определена зависимость прочности полимерного материала от температуры, нельзя сформулировать требования к безопасной работе. В нашем случае нагрузка постоянна, но температурный перепад равен 125° С. Каковы же внутренние силы сопротивления данного материала против действия постоянной нагрузки 500 кгс см при этом температурном перепаде Для определения их нужно знать зависимость прочностных и деформационных характеристик полимерного материала от температуры при действии постоянной нагрузки. Кроме того, необходимо учитывать разность концентраций влаги во внешней среде и в некотором контрольном сечении образца, когда его температура остается постоянной. Следовательно, нужно знать зависимость упругих и деформационных характеристик материала от его влажности при разных температурах. [c.312]

Наличие разветвлений, приводящих к рыхлости упаковки цепей макромолекул, широкое молекулярно-массовое распределение, при котором короткие цепи играют роль смазки, вызывают уменьшение прочности полимерного материала. [c.260]

Есть еще одна серьезная причина, не позволяющая непосредственно связать размеры и форму надмолекулярных структур с механическими свойствами. Дело в том, что исходная структура часто легко изменяется под нагрузкой, и если, например, испытывать прочность полимерного материала при растяжении, то в момент разрыва мы будем иметь совершенно иную структуру по сравнению с исходной. [c.14]

Важную информацию дают также методы термомеханического анализа. Изучение влияния температуры на твердость, упругость, прочность полимерного материала позволяет судить не. только о процессах деструкции, но и о том, каково будет поведение полимерного материала в условиях практического использования. Важную роль во всех этих методах играет фактор времени. Полимерный материал может начать разлагаться, предположим, при 250 С, но разложение может идти медленно или быстро. При медленном разложении изделие полимерного материала может работать какое-то время — от нескольких часов до суток при быстром же разложении применять его в длительно работающих установках нельзя. Рассмотренные методы изучения термодеструкции полимерного материала дают, конечно, однозначный ответ о механизме деструкции лишь в простейших случаях. В наполненных электропроводящих полимерах, состоящих из проводящего компонента, связки и наполнителя, и в электропроводящих полимерах — полупроводниках термодеструкция может иметь весьма сложный механизм с перестройкой молекул, с рекомбинацией первичных осколков, с перекрытием эндо- и экзотермических процессов. При этом приходится изучать термодеструкцию материала всеми известными методами. Это длительная и сложная работа, но без нее трудно предсказать поведение материала в условиях практического применения. [c.30]

Для каждого полимера существует определенная минимальная степень полимеризации, ниже которой прочность получаемого из этого полимера волокна оказывается меньше нижнего предела необходимой прочности волокнистого материала. При оценке соотношения между степенью полимеризации (Р) и прочностью необходимо иметь в виду, что разрыв может происходить как по химическим связям в цепи молекулы полимера, так и по межмолекулярным связям. Максимальная прочность полимерного материала обусловлена, очевидно, величиной энергии химической связи [c.27]

Рис. 3.9. Типичная кривая длительной прочности полимерного материала

Прочность полимерного материала не может быть рассчитана простым суммированием прочности всех связей, входящих в попереч- [c.235]

Приложенное напряжение снижает начальную энергию активации Цо на величину а, тем самым увеличивая потенциальную возможность разрыва связей, ответственных за прочность полимерного материала. [c.71]

Прочность полимерного материала зависит в первую очередь от фазового и физического состояния, в котором находится полимер. Например, прочность полиметилметакрилата в стеклообразном состоянии несомненно больше, чем в высокоэластическом. Поэтому испытание прочности твердого и размягченного полиметилметакрилата производится лишь с целью определить, насколько уменьшилась прочность полимера при изменении его физического состояния с повышением температуры. Сравнивая [c.8]

Прочность полимерного материала не может быть рассчитана простым суммированием прочности всех связей, входящих в поперечное сечение образца и противодействующих разделению его на части. Причиной этого является наличие микродефектов различной степени опасности, которые беспорядочно распределены по объему образца. На краях этих микродефектов возникают перенапряжения. Наличие в полимерах надмолекулярных структур также может явиться причиной увеличения их неоднородности. Это особенно существенно для кристаллизующихся полимеров, которые разрушаются по поверхностям, ограничивающим кристаллические образования. В тех случаях, когда кристаллические образова- [c.235]

Сказанное отнюдь не означает, что на прочности полимерного материала не отражается величина межмолекулярных сил, которые играют очень важную роль у неориентированных полимеров и полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии. Кроме того, изменение этой величины резко влияет на скорость релаксации и роста трещин, долговечность образца, температурную зависимость прочности и модуль упругости его. [c.315]

Основной причиной возникновения трещин в покрытии являются внутренние напряжения, которые при охлаждении напыленного изделия могут превысить механическую прочность полимерного материала. В высокоэластическом состоянии внутренние напряжения в покрытиях малы, в стеклообразном состоянии они достигают больших значений. Если допустить, что в стеклообразном состоянии деформа-мация течения отсутствует, а время релаксации полимерного связующего значительно больше длительности процесса охлаждения, т. е. высокоэластическая деформация близка к нулю, то для случая плоского напряженно-деформированного состояния внутренние напряжения в покрытии при охлаждении изменяются в соответствии с выражением [15] [c.104]

Прочность полимерного материала зависит в первую очередь от фазового и физического состояния, в котором он находится. Например, прочность полиметилметакрплата в стеклообразном состоянии, несомненно, больше, чем в высокоэластическом. Поэтому испытание прочности твердого и размягченного полиметил-метакрилата проводится главным образом для того, чтобы определить, насколько уменьшилась прочность полимера с изменением его физического состояния при повышении температуры. Сравнивая прочность полимеров, следует принимать во внимание, что одной и той же температуре могут соответствовать разные [c.10]

Из оценки влияния полярности вулканизатов СКН с равной степенью поперечного сшивания на величину р, сделанной на основании эксперимента, следует, что с увеличением полярности вулканизатов при прочих равных условиях скорость самопроизвольного сокращения возрастает, а степень дополнительного растяжения уменьшается. Уменьшение р является следствием уменьшения гибкости цепных молекул. Так, усиливая межмолекулярное взаимодействие полимеров введением полярных групп в состав цепных молекул или ослабляя его введением низкомо-лекуляриого компонента, экранирующего звенья цепных молекул [59, с. 339 60, с. 11], можно существенным образом повлиять на все характеристики прочности полимерного материала. Этот прием в руках технологов является мощным орудием воздействия на такие характеристики прочности, как разрушающее [c.188]

Физико-механические характеристики пленок сшитой жтилцел-люлоаы. Теоретическая прочность полимерного материала определяется силами химических связей в макромолекулах в объеме полностью упорядоченного полимера. Поэтому наиболее прочны материалы нз кристаллических ориентированных полимеров. Эти материалы являются и наиболее жесткими, ибо макромолекулы полимера, находящегося в таком состоянии, наиболее сильно взаимодействуют друг с другом. [c.226]

Наличие двух типов связей и ориентация прочных связей в требуемом направлении могут быть обеспечены в двух- или многокомпонентных системах, в которых наиболее прочный компонент ориентирован в нужном направлении. При переходе от индивидуальных подямеров к многокомпонентным системам возникает естественный вопрос не будет ли увеличение структурной неоднородности системы совровождаться увеличением дисперсии характеристик прочности и уменьшением вследствие этого прочности полимерного материала Поскольку неоднородность структуры, как правило, означает наличие разных типов связей и протекание разных типов релаксационных процессов, обусловленных разрывом этих связей, то при определенных условиях наличие нескольких типов релаксационных процессов может создать благоприятные условия для повышения прочности системы. [c.12]

Если применять развитую теорию к рассмотрению прочности полимерного материала, то следует прежде всего выбрать реологическую модель, описывающую его механические свойства. Иногда для этого оказывается достаточно модели Кельвина, изображенной на рис. 13 ( Механические свойства полимеров , Б. Роузен). В некоторых случаях приходится прибегать к составной модели Кельвина, показанной на рис. 14 (там же). Первый случай был здесь рассмотрен, второй — может быть рассмотрен аналогичным образом. Поскольку составная модель Кельвина характеризуется временем запаздывания подобно простой модели Кельвина и временем релаксации подобно модели Максвелла, то разрушающее напряжение будет увеличиваться с увеличением скорости деформации. При постоянной нагрузке разрушению предшествует некоторый период ползучести. [c.412]

В заключение данного параграфа следует кратко изложить вопрос о предельных характеристиках полимерных материалов. Важнейшей из них является предел 1проч ности — напряжение, при котором при заданных условиях образец или изделие разрушается. Предел прочности полимерного материала, как впрочем и другие его характеристики, зависит от температуры и истории нагружения образца. [c.29]

Наиболее замечательным эффектом является изменение прочности ориентированных образцов, подвергнутых окислительной деструкции. Кинетика падения прочности характеризует кинетику окислительного распада папряжеиных, несущих основную нагрузку вытянутых макромолекул. Относительная прочность (т. е. сохранившаяся доля исходной прочности) образцов изотактического полипропилена при одинаковой глубине окисления растет с увеличением степени ориентации материала. При одной и той иче концентрации пог.лощенного кислорода сохранившаяся прочность полимерного материа.ла телг выше, чем выше степень растяжения. [c.134]

В последнее время А. В. Савицким было высказано соображение, что поскольку всякое напружение, в соответствии с известной формулой Журкова, приводит к разрушению определенных элементов структуры, то ориентационное вытягивание, улучшая структуру в смысле повышения орнентацни ее структурных элементов, одновременно вызывает разрушение. Возможяо, что в этом также отчасти кроется причина ограниченной эффективности ориентационной вытяжки в плане повышения прочности полимерного материала (см. тезисы доклада А. Б. Савицкого на Симпозиуме по макромолекулярной химии, Ташкент, 1978 г.). [c.53]