Релаксационный характер деформации каучука

В основе современной теории эластичности каучука лежат представления о молекулярно-кинетическом строении каучука. Теория эластичности раскрывает механизм эластических деформаций, устанавливает причины релаксационного характера этих деформаций. Сущность современных представлений о молекулярно-кинетическом строении каучука заключается в том, что молекула каучука состоит из молекулярных звеньев, обладающих способностью изменять свое взаимное расположение благодаря непрерывному вращательному и колебательному движению вокруг простых связей. Вследствие непрерывного хаотического теплового движения молекулярных звеньев молекулы каучука находятся не в растянутом, а в свернутом состоянии, как это изображено на рис. 15 (стр. 82), форма молекул при этом все время меняется. [c.101]

РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ХАРАКТЕР ДЕФОРМАЦИИ КАУЧУКА [c.98]

Мы говорили о термодинамических, равновесных свойствах полимеров. Основные закономерности, выражающие зависимость механических свойств полимерных материалов от временного режима их эксплуатации, были установлены А. П. Александровым и Ю. С. Лазуркиным [ ] и П. П. Кобеко и Е. В. Кувшинским[ ]. Александров и Лазуркин подробно исследовали поведение каучука (резины) при циклических деформациях различной частоты и установили релаксационный характер деформации. Полная деформация может быть расчленена на ряд составляющих различной природы [ ]. Ее можно выразить формулой [c.13]

Деформации каучука и резины имеют особенность, заключающуюся в том, что величина напряжения и деформации зависит от скорости деформации и продолжительности действия деформирующей силы. Эта особенность релаксационного характера деформации каучука проявляется в релаксации напряжения, ползучести (крип), упругом последействии. [c.98]

Релаксационный характер деформации каучука [c.99]

Релаксационный характер деформации каучука проявляется в кинетике ее, т. е. в изменении по времени величины деформации или напряжения. В отличие от деформации кристаллических упругих тел, изменение формы которых происходит мгновенно по приложении деформирующей силы, деформация каучука и резины достигает равновесного для приложенной силы значения через некоторый, иногда очень большой промежуток времени. Пример такого изменения величины деформации можно видеть на рис. 85, где показана кинетика деформации мягкого вулканизата при температурах ниже нуля под действием груза, способного удлинить образец примерно вдвое 2. [c.217]

Специфичность поведения каучуков при деформациях обусловлена их высокой эластичностью. В основу современных теорий эластичности положено представление о релаксационном характере деформаций высокополимеров - Возникновение в отдельных молекулах механических напряжений, достаточных для их деформации или разрыва при воздействии малых внешних сил, вызывается резко неоднородным раснределение.м напряжения в микрообластях каучуков и вулканизатов. Неравномерное распределение напряжений характерно для различных деформационных режимов, однако наиболее сильно оно проявляется при многократных дефор> ациях, когда релаксация не успевает реализоваться в течение одного цикла деформации и поэтому в материале все время поддерживаются некоторые постоянные градиенты напряжений. [c.204]

При достижении равновесия определенной величине внешней растягивающей силы соответствует некоторая определенная степень растяжения молекулярных звеньев. Но для достижения такого равновесия и перегруппировки молекулярных звеньев в соответствии с величиной внешней силы, ввиду сложности молекулярной структуры, требуется достаточно большой промежуток времени, зависящий от типа молекулярной структуры (типа каучука) и от температуры. Изменение величины деформации всегда отстает от изменений деформирующей силы, благодаря этому деф ормации имеют релаксационный характер. [c.102]

Таким образом, одной из главных особенностей механических свойств эластомеров, общей для каучуков и резин и отличающей их от упругих твердых тел, является существенная зависимость напряжения от времени действия силы или скорости деформации, т. е. известное явление релаксации напряжения или деформации. Зависимость напряжение—деформация носит сложный релаксационный характер. В свою очередь релаксационные свойства зависят от тем- [c.14]

В соответствии с формулами (2.8) и (2.9) полная деформация смеси при механической обработке складывается из упругой, высокоэластической и пластической составляющих. Упругая (гуковская) часть деформации мгновенно восстанавливается после снятия нагрузок и не оказывает влияния на свойства заготовок. Пластическая составляющая обеспечивает течение И формование смеси. Высокоэластическая деформация косит релаксационный характер, присуща всем методам формования резиновых смесей, но, как следует из рис. 3.1, имеет особую важность в процессах каландрования, протекающих в области нестационарного режима деформирования смесей ( жЮ) После снятия внешних сил ориентированные макромолекулы ст ремятся вернуться в равновесное состояние под влиянием хаотического теплового движения молекулярных звеньев и молекулы каучука частично переходят к своей обычной клубкообразной форме. При этом наблюдается усадка, проявляющаяся в уменьшении ширины, длины и увеличении толщины заготовки без изменения ее объема. В соответствии с общими закономерностями релаксации наибольшая усадка происходит в первые минуты после формования и в основном заканчивается в момент выравнивания температуры смеси и окружающего воздуха. Величина усадки определяется каучуковой составляющей смеси она тем выше, чем большее количество каучука указано в рецепте. Каучуки и. смеси на их основе по склонности к усадке при шприцевании могут быть расположены в следующий ряд- НК + БСК> СКД>НК> БСК> СКИ--3> БК- Усадка снижается при применении в рецепте высокоструктурных и малоактивных видов технического углерода, при ведении процесса на повышенных температурах и увеличении времени формуюш,его воздействия на резиновую смесь. [c.71]

Релаксационный характер высокоэластических деформаций каучука и резины проявляется только при достаточно медленно [c.99]

Важная особенность поведения реальных каучуков состоит в том, что высокоэластическая деформация носит релаксационный характер. [c.165]

Наиболее существенная особенность поведения реальных каучуков связана с неравновесностью высокоэластической деформации, с ее релаксационным характером. [c.141]

Выделяя участки изотермы линейной деформации каучука в зависимости от характера доминирующего механизма процесса, необходимо иметь в виду, что их последовательное выявление в большей или меньшей степени возможно при медленной деформации на всем протяжении свойственных каучуку изменений. При быстрых деформациях границы между отдельными участками кривых растяжения размываются в зависимости от частоты и величины деформации превалирует тот или иной механизм ее. Однако в общем случае деформация каучука и резины складывается из трех отмеченных видов а) обратимой начальной деформации, устанавливающейся и исчезающей практически мгновенно (упругая, Гуковская деформация) б) обратимой высоко-эластической деформации, имеющей релаксационный характер, т. е. требующей измеримого времени для достижения предель [c.214]

Пунктирная кривая на рис. 3 иллюстрирует сказанное. Время 0, необходимое для установления стационарного течения, определяется кинетикой развития высокоэластической составляющей деформации. Оно бывает иногда весьма велико, так что в реальных условиях нагружений, применяемых при лабораторных испытаниях, эта стационарность часто вообще не достигается. Последнее обстоятельство является причиной многих ошибок и недоразумений, возникающих при истолковании результатов лабораторных испытаний каучуков. Релаксационный характер высокоэластической деформации приближенно может быть учтен некоторым усложнением модели, представленной на рис. 2,а. Усложнение сводится к введению еще одного вязкого элемента для демпфирования пружины, моделирующей способность к высокоэластической деформируемости. Такого рода модель представлена на рис. 2,6. [c.31]

Характер релаксационных процессов должен учитываться и при эксплуатации полимерных материалов в различных условиях. Особенно важно предусмотреть возможность мгновенных деформаций (ударные напряжения) и многократных деформаций большой частоты. Для более полной оценки релаксационных свойств полимеров изучают зависимость деформации от температуры при воздействии переменных напряжений. Оказалось, что повышение частоты воздействия на деформацию эквивалентно понижению температуры. Эта зависимость должна учитываться при оценке, например, морозостойкости каучуков и резиновых деталей в различных режимах эксплуатации в случае динамических воздействий на материал его хрупкость может проявиться при более высокой температуре, чем она обнаруживается при статическом воздействии. [c.498]

Основные черты релаксационных явлений. Релаксационный характер эластичности каучука проявляется во влиянии времени или скорости деформации на величину деформации или усилия. При деформации каучука происходит сложная перегруппировка гибких цепных молекул, связанная с преодолением сил взаимодействия между ними. Поэтому такая перегруппировка не может происходить мгновенно, а требует определенного времени, тем большего, чем больше энергия взаимодействия молекул и чем меньше энергия их теплового движения. Поэтому если в простых низкомолекулярных жидкостях молекулы изменяют свое положение за время порядка сек., то изопентеновые группы каучука требуют для изменения своего положения уже около 10 сек. Это увеличение времени обусловлено меньшей подвижностью звена цепи по сравнению с молекулой тех же размеров (влияние химической связи звена с соседними звеньями своей цепи). Время, необходимое для перегруппировки большего количества звеньев полимера, должно быть, естественно, еще больше и достигает иногда многих месяцев. [c.202]

Упругостью называется способность тел протийодействовать внешним деформирующим силам, обусловливающая восстановление первоначальной формы после прекращения внешних воздействий. Если восстановление формы тела полное, то такое тело называют упругим. Если же первоначальная форма тела восстанавливается лишь частично, то такое тело называют упруго-пластическим, а деформацию тела разделяют на две части обратимую, называемую упругой, и необратимую, называемую остаточной или пластической. Когда величина деформации тела зависит не только от величины приложенных сил, но и от времени, то говорят о релаксационном характере деформации. В этом случае восстановление формы упругого тела может происходить в течение весьма длительного времени. Релаксационные явления играют очень большую роль при деформации каучука, когда происходит сложная перегруппировка гибких цепных молекул, связанная с преодолением сил взаимодействия между ними. Поэтому такая перегруппировка не может происходить мгновенно, а требует определенного времени. [c.336]

Релаксационный характер высокоэластических деформаций каучука и резины проявляется только прп достаточно медленно проходящих деформациях, так как для развития релаксационных процессов необходимо продоллсительное время. Поэтому деформации, происходящие с большой скоростью, а также многократные деформации, происходящие с большой частотой и небольшой амплитудой, имеют в основном характер упругих деформаций, мгновенно достигающих равновесия и также мгновенно исчезающих после снятия нагрузки. Все релаксационные процессы ускоряются с повышением температуры и, наоборот, сильно задерживаются с ее понижением. [c.100]

Гистерезис, наблюдающийся при деформации каучука и вулканизатов, может быть объяснен тремя причинами 1) релаксационным характером высокой эластичности, благодаря чему имеется отставание (по времени) изменения деформации от изменения усилия 2) структурными изменениями, в частности превращением аморфного каучука в кристаллический 3) наличием необратимых пластических деформаций, при которых имеет место скольжение элементов структуры друг относительно друга. Сложность явления обна- юо руживается, в частности, при на-блюдении за изменением оста-точного удлинения, которое мо- [c.215]

Описанные ниже явления закалки и отпуска типичны для структурных изменений высокомолекулярных соединений, эластические деформации которых имеют релаксационный характер, т. е. зависят от времени приложения деформирующего усилия. Это явление в общем и более четком виде изложено в работах Г. И. Гуревича и П. П. Кобеко (Каучук и резина, № 10, 21, 1939) и А. П. Александрова и Ю. ь. Лазуркина (Ж. техн. физ. [c.24]

Изменения в сноиствах лшшмера могут быть, вызаааы также механическими воздействиями. Для понимания этих процессов необходимо учитывать релаксационный характер изменений,происходящих в полимере под влиянием механических деформаций. С этим связано то, что внешнее воздействие может вызывать в отдельных местах материала значительные местные напряжения, которые могут медленно рассасываться. Такое неравномерное распределение напряжений проявляется особенно сильно при периодически действующей нагрузке, если напряжения не успевают релаксироваться в течение одного периода. В таком случае в материале устанавливаются некоторые постоянные градиенты напряжения. Механическая энергия, поглощаемая полимером при его деформации, может переходить в энергию химических превращений. Механические напряжения могут приводить к разрыву цепей или к повышению активности молекул и к снижению энергии активации химических реакций окисления, деструкции и пр. В табл. 71 показано, как снижается энергия активации инициирования окисления вулканизированного дивинилстирольного каучука при различных амплитудах растяжения. [c.613]