Тепловой эффект растяжения каучука

Сопоставление значения модуля упругости для ряда материалов показывает, что модули упругости газа и каучука во много тысяч раз меньше, чем" у таких типичных кристаллических тел, как железо и кварц. Пластические массы, текстильное волокно и стекло занимают промежуточное положение. Кроме того, если модуль упругости у каучука и газа растет пропорционально температуре, то модули кристаллических тел, наоборот, падают. Растяжение кристаллических тел приводит к их охлаждению, а сжатие — к разогреванию. У высокоэластических материалов наблюдается обратное явление (методом дифференциального термического анализа можно непосредственно оценить тепловой эффект деформации ) тепло, выделившееся при деформации, снова поглош,ается во время сокраш,ения образца. [c.372]

При значительном растяжении натурального каучука (более 51—20%) в адиабатических условиях наблюдается выделение тепла, пропорциональное величине растяжения. При сокращенпи растянутого образца, наоборот, наблюдается поглощение тепла. Тепловой эф )ект не эквивалентен работе, затраченной на растяжение. Величина теплового э )фекта значительно превосходит работу растяжения, выраженную в тепловых единицах. Причиной теплового эффекта растяжения является процесс кристаллизации, точнее — скрытая теплота кристаллизации каучука. По мере [c.100]

I заменено объемом эта пропорциональность р и Т при постоянном объеме газа соответствует закону Гей-Люссака, Известно также, что при адиабатическом сжатии газа происходит выделение тепла (эффект Джоуля) аналогично при быстром растяжении каучука он нагревается (термо-эластический эффект) напротив, кристаллические тела при растяжении охлаждаются. [c.230]

Рис. 90. Зависимость тепло-Джоуля-Гофа. Тепловой эквивалент вого эффекта растяжения от механической работы растяжения у вулканизата составляет более значительную часть от теплового эффекта растяжения, чем это наблюдается у сырого каучука (в некоторых случаях до 30%). Разумеется, тепловой эффект вулканизата в сильной степени зависит от его состава, степени вулканизации и т. д.

В случае растяжения сырого натурального каучука теплота кристаллизации является доминирующей составной частью в общем эффекте Джоуля. У некоторых видов синтетического каучука, не способных кристаллизоваться при растяжении, например у натрийбутадиенового каучука, по этой причине тепловой эффект растяжения выражен незначительно. Вулканизация затрудняет процесс фазового перехода. Благодаря этому при растяжении вулканизатов кристаллические интерференции на рентгенограммах появляются при большем удлинении по сравнению с сырым каучуком и тепловой эффект в пределах до 500% удлинения выражен незначительно (см. кривую 2 на рис. 90). Интенсивное развитие тепла наблюдается в области удлинений от 500 до 800%, когда происходит наибольшее накопление кристаллической фазы. Прекращение процесса кристаллизаций, ограниченное практическим пределом в 70% от общей массы каучука, находит отражение в конечной части кривой, показывающей незначительное выделение тепла. [c.227]

Джоуль в 1857 г. показал, что деформация растяжения каучука сопровождается выделением тепла, и наоборот, — воздействие тепла оказывает влияние на равновесное состояние деформированного каучука. Эти явления получили название эффекта Джоуля. 2 [c.72]

В настоящее время нет полной ясности относительно причин, вы зывающих поглощение тепла на ранних стадиях растяжения каучука В известной мере этот эффект может быть обусловлен тем, что затра чивается тепло на тепловое расширение образца. Когда удлинение а следовательно, и количество выделенного тепла велико, тепло, иду щее на тепловое расширение, составляет небольшую долю от общего его количества и образец нагревается. Нельзя не учитывать и тот факт, что часть тепла на ранних стадиях деформации может расходоваться на разрушение надмолекулярных структур каучука. Это соображение подтверждается и тем обстоятельством, что на ранних стадиях деформации доля упругой силы за счет изменения внутренней энергии преобладает в общей величине силы / (см. рис. 31). [c.55]

Резиновые смеси. Полярность Б.-н. к. ограничивает возможность их совмещения с неполярными полимерами, напр, с натуральным каучуком. При замене в смесях 20 мае. ч. бутадиен-нитрильного каучука на натуральный каучук улучшаются технологич. свойства (пластичность, клейкость) смесей, но снижаются тепло- и маслостойкость вулканизатов. С увеличением содержания связанного акрилонитрила совместимость Б.-н. к. с натуральным каучуком ухудшается. С не-наполненными бутадиен-стирольными каучуками Б.-п.к. совмещаются лучше, чем с натуральным. Количество бутадиен-стирольных каучуков в композиции с Б.-н. к. может достигать 40%. При этом уменьшается склонность смесей к подвулканизации, улучшается их шприцуемость, повышаются твердость и эластичность и ухудшается маслостойкость вулканизатов. Б.-н. к. хорошо совмещаются с полихлоропреном резины на основе этих композиций превосходят резины из Б.-н. к. по атмосферостойкости, но уступают им по стойкости к набуханию, особенно в ароматич. растворителях. Введение полихлоропрена способствует также повышению эластичности по отскоку и сопротивления раздиру вулканизатов. При совмещении Б.-н. к. с феноло-формальдегидными смолами улучшаются технологич. свойства смесей, повышаются прочность при растяжении, сопротивление раздиру, твердость, масло- и износостойкость и уменьшается остаточное сжатие вулканизатов. В смеси на основе Б.-н. к. можно ввести до 75 мае. ч. феноло-формальдегидных смол (здесь и далее количество ингредиентов указано в расчете на 100 мае. ч. каучука), эффект их действия повышается с увеличением содержания связанного акрилонитрила в сополимере. [c.154]

При значительном растяжении натурального каучука (более 15—20. о) в адиабатических условиях наблюдается выделение тепла, пропорциональное величине растяжения. При сокращении растянутого образца, наоборот, наблюдается поглощение тепла. Тепловой эффект не эквивалентен работе, затраченной на растяжение. Величина теплового эффекта значительно превосходит работу растяжения, выраженную в тепловых единицах. Причиной теплового эффекта растяжения является процесс кристаллизации, точнее—скрытая теплота кристаллизации каучука. По мере растяжения увеличивается степень кристаллизации, возрастает и тепловой эффект растяжения. Поэтому тепловой эффект наблюдается только при растялсении кристаллизующихся каучуков—натурального, полихлоропренового и некоторых других. [c.100]

Тепловой эффект растяжения натурального каучука был подроб1 о изучен Джоулем в связи с его работами по определению механического эквивалента тепла поэтому тепло, выделяющееся при деформации, часто называют джоулевым, теплом. [c.164]

I. При деформации реальных каучуков происходит изменение объема, т. е. = t onst. Это означает, что средние расстояния между цепями изменяются, а следовательно, изменяются и энергии аэаимоденствня. Иными словаиги, деформация рсаль (ых каучуков сопровождается не только изменением энтропии, но и изменением внутренней энергии, особенно прн больших степенях растяжения, когда Происходит кристаллизация натурального и некоторых синтетических каучуков При этом наблюдается выделение большого количества тепла (тепловой эффект кристаллизации) . [c.165]

При растяжении образца сырого каучука его физические свойства значительно изменяются в четырех отношениях. Прежде всего выделяется тепло. Это явление известно под названием эффекта Гаф-Джоуля или просто Джоуля. Это изменение энергии в значительной степени обратимо — температура образца падает, если его подвергнуть сжатию. Во-вторых, плотность растянутого образца возрастает от 0,937 при нулевом удлинении до 0,950 при удлинении на 1000%. В-третьих, растянутый каучук, первоначально почти прозрачный, становится белым и опалесцирующим. Наконец, в то время как исследование сырого каучука рентгеновскими лучами дает диаграммы, типичные для жидкостей и большинства аморфных тел, при удлинении на 80% уже получаются определенные волокнистые диаграмлн.1 с соответствующим расположением пятен на кольцах описанных выше диаграмм замороженного каучука. Расноло кение этих пятен остается неизменным в течение всего процесса возрастающего удлинения, но резкость их увеличивается. Критическое удлинение, на 80%, нри котором впервые заметно обнаруживается волокнистое строение, соответствует также началу проявления эффекта Джоуля нри удлинении, меньшем этого предельного, тепло вовсе не выделяется или почти не выделяется. [c.404]