Типы разрушения полимеров

Механизм разрушения полимерных материалов, несмотря на наличие ряда общих признаков с другими материалами, имеет много особенностей. В литературе приводятся классификации различных типов разрушений полимеров по признаку происходящих при разрушении деформаций. При этом указывается, что разрушение по- [c.109]

ТИПЫ РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ [c.56]

Глава III РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ РАЗРУШЕНИЙ ПОЛИМЕРОВ [c.67]

Рассматривая в этой главе различные типы разрушений полимеров, мы не обязательно связываем их с различными механизмами разрушения, так как в настоящее время для этого не всегда имеется достаточно данных. Разделение типов разрушения производится по признаку происходящих при разрушении деформаций. [c.67]

РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ РАЗРУШЕНИЙ ПОЛИМЕРОВ [c.67]

Эта книга могла бы также иметь название Кинетическая теория разрушения полимеров . Однако термин кинетическая теория нуждается в определении или по крайней мере некотором пояснении. В кинетической теории детально рассматривается влияние дискретности материи, движения и физических свойств молекул на макроскопическое поведение ансамбля в газообразном или другом состоянии вещества. В кинетической теории прочности приходится дополнительно учитывать упругие и неупругие деформации, химические реакции и физические процессы, типы различных этапов разрушения и их последовательность. [c.7]

Главная причина старения полимеров — окисление их молекулярным кислородом, которое особенно быстро протекает при повышенных температурах, например при переработке полимерных материалов. Окисление часто ускоряется и облегчается светом, примесями металлов переменной валентности, которые могут присутствовать в полимере из-за коррозии аппаратуры или неполного удаления катализатора из него после окончания синтеза. По типу активатора и основного агента, вызываюш,их разрушение полимеров, различают следующие виды старения тепловое, термоокислительное, световое, атмосферное (озонное), радиационное и старение под влиянием механических нагрузок (утомление). [c.67]

Анализ сополимеров указанных типов включает определение содержания звеньев той и другой структуры методами газовой хроматографии с предварительным разрушением полимера [96] либо, что более предпочтительно, методами ИК- и ЯМР-спектроскопии, которая дает надежные результаты. Измерение относительных интенсивностей полос 2870 и 2975 см в ИК-спектре раствора сополимера в СС]4 позволяет определять состав с точностью 5%. независимо от молекулярной массы [97]. Предложен метод ЯМР для определения состава, результаты которого удовлетворительно согласуются с данными химических методов анализа [98]. [c.252]

Существует два основных типа распада полимерной цепи. Это деполимеризация — процесс, обратный полимеризации — и распад полимерной цепи по закону случая, когда разрыв любой связи в полимерной цепи равновероятен. К основным видам такого распада — деструкции полимеров — относятся термическая и термоокислительная деструкции, фотодеструкция, радиационная деструкция, гидролитическая деструкция, механодеструкция, биологическая деструкция, озонное разрушение полимеров и т. п. [c.108]

Для второго типа разрушения (см. стр. 28), характерного для нехрупких твердых полимеров, когда от поверхности вглубь растет одновременно множество трещин серебра , теория временной зависимости прочности наименее разработана. Некоторые представления о характере временной зависимости прочности этих материалов рассматриваются в 13, а механизм разрушения—подробно в гл. III. [c.44]

Рассмотренная в 11 теория относилась к третьему типу разрушения, наблюдаемому в стеклах и твердых аморфных полимерах при относительно низких температурах, когда эти материалы могут рассматриваться близкими к идеально хрупким. При более высоких температурах, но не выше температуры стеклования, в аморфных твердых полимерах наблюдается второй тип разрушения, когда согласованно растут трещины серебра (подробнее см. гл. III). Так как створки трещин серебра скреплены тяжами, то они принимают на себя часть нагрузки и рост трещин серебра происходит с практически постоянной скоростью. [c.57]

В соответствии с разными типами воздействий агрессивной среды на напряженные полимеры можно условно выделить три основных типа разрушения. [c.250]

Разрушающее напряжение в случаях пластического и высокоэластического разрушения по-разному зависит от скорости деформации (рис. П.51). При пластическом разрушении характеристикой прочности является предел текучести. Какой тип разрушения реализуется в линейном полимере, зависит от того, что меньше Стр или предел текучести. Если значение предела текучести меньше значения разрушающего напряжения, то реализуется пластическое разрушение если Ор меньше предела текучести, то происходит высокоэластический разрыв. Из рис. 11.51 следует, что при скорости деформации меньше v и больше v" разрушающее напряжение меньше предела текучести. В этих областях происходит высокоэластический разрыв. В интервале скоростей от v до v" реализуется пластический разрыв. [c.116]

Было показано [415, с. 715], что кристаллические полимеры типа полипропилена независимо от типа разрушения (с образованием шейки и без нее) подчиняются временной зависимости, выраженной формулой (П1.1). Однако долговечность изотропных полиолефинов не описывается уравнением типа (III. 1) с постоянными коэффициентами. [c.144]

Существует тесная связь между релаксационными и прочностными свойствами полимеров. Выше уже говорилось о том, что разрушение некоторых типов полимеров (например, эластомеров) при одноосном растяжении можно рассматривать как вязкоупругий процесс. При этом учитывается, что молекулярные процессы, ведущие к разрушению, протекают в очень малом объеме материала. В теориях, описывающих разрушение полимеров как рост трещин, обычно учитывают, что молекулярные [c.303]

Из трех типов разрушения (см. рис. 4.1) для анализа выберем тин /, являющийся важнейшим для полимеров. В качестве примера возьмем плоское напряженное состояние (12 = 0) и плоское деформированное состояние Ох= [1((Ух- -Оу). Напряжение <Уу, согласно математической теории трещин, равно [c.72]

Таким образом, энергия активации разрушения полимера (константа С/о в уравнении долговечности Журкова) зависит от типа структуры его цепей, которая мон<ет быть различной для различных технологических партий полимера. [c.124]

Данные по кинетике термической деструкции полимеров, полученные методами термогравиметрии, масс-спектрометрии, ИКС и ЭПР приводят к выводу о том, что в полимерной молекуле химические связи главной цепи валентностей (например, связи С—С) в общем случае могут быть трех типов слабые, прочные и высокопрочные. Энергия активации разрушения полимера зависит от относительного содержания связей каждого типа. Это обстоятельство разъясняет противоречие в данных об энергии активации, полученных разными авторами для одного и того же полимера. [c.143]

Наблюдаемые изменения свойств полимеров обычно вызваны развитием вторичных химических процессов, изменяющих значительную часть полимерного вещества. Однако первичным актом является возникновение свободных радикалов в результате обрыва цепи и поэтому все меры борьбы с явлениями старения должны быть направлены в первую очередь на предотвращение возникновения свободных радикалов. Следовательно, при любой причине, вызывающей появление свободных радикалов (будь то свет, тепло или механические воздействия), основной мерой борьбы со старением является добавление ингибиторов, реагирующих с радикалами на оборванных концах цепей и тем самым предотвращающих развитие вторичных цепных химических процессов, приводящих к разрушению полимера. В связи с этим следует отметить, что процессы разрушения при старении любого типа должны протекать с индукционным периодом, связанным с исчерпанием ингибирующих примесей, как искусственно введенных, так и содержащихся в исходном полимере. [c.309]

Для оценки характера разрушения используют различные визуальные, физические, химические, электрические, ядерные и другие методы [2—4]. Так как чувствительность различных методов неодинакова, то типы разрушения, определяемые при их использовании, несколько условны. Так же условны, как условен, например, термин чистота поверхности . В зависимости от требований одну и ту же поверхность можно считать чистой или грязной . Поскольку разрушение металлополимерного соединения на основе твердых полимеров связано с перегруппировкой кинетических единиц как полимера, так и металла, в результате которой разрываются химические связи в обоих материалах, то даже экспериментально фиксируемое адгезионное разрушение еще не означает, [c.30]

В табл. VII.2 приведены данные об устойчивости алкил-замещенных и перекисных радикалов различных типов в полимерах винилового ряда и полиокисях> подвергнутых механическому разрушению [90]. Активные радикалы устойчивы только при низких температурах при повышении температуры эти радикалы рекомбинируют или превращаются в более стабильные. Так, радикалы типа R—НаС устойчивы только ниже 150° К. Скорость исчезновения радикалов R—СНХ—Hj - определяется прочностью связей С—Н полимерной молекулы. В полиэтилене прочность С—Н-связей наибольшая, поэтому радикалы R—Hj в нем наиболее устойчивы Устойчивость радикалов типа R Hj—RH в разных полимерах неодинакова. В полипропилене радикалы —СН —(СНз)НС рекомбинируют при 120— 140° К, тогда как в полиметилметакрилате и полистироле концевые радикалы устойчивы вплоть до 350° К. [c.334]

Возникающая при растяжении полипропилена, гуттаперчи, полистирола и других кристаллических полимеров шейка весьма неоднородна по структуре. В ней сосуществуют неразрушенные и сильно деформированные сферолиты, сохраняющие свои центры и границы раздела (рис. 5, см. вклейку). Изменение температуры, при которой производится растяжение, приводит к другому типу разрушения надмолекулярных образований При повторном одноосном [c.237]

В книге изложены результаты исследований прочностных характеристик покрытий из линейных и трехмерных полимеров в широком диапазоне температур, охватывающем различные типы разрушений хрупкое, вынужденноэластическое, высокоэластическое и пластическое. [c.5]

Исследованиями ряда авторов [3, с. 65] установлено, что при разрушении полимеров могут реализоваться четыре типа разрывов хрупкий, вынужденно-эластический, эластический и пластический. Изме- [c.62]

Таким образом, касательные напряжения, действующие в перпендикулярном направлении к напряжениям, прикладываемым разрывной машиной, не оказывают существенного влияния на прочность образцов при нормальном отрыве. Они, очевидно, снизили бы прочность склейки нри данном виде испытаний, если бы касательные напряжения раньше достигли прочности адгезии на сдвиг, чем Стр достигают прочности адгезии на отрыв. Из сказанного следует, что при адгезионном типе разрушения прочность склеек при нормальном разрыве с изменением толщины слоя адгезива не изменяется, поскольку адгезия полимера от толщины его не зависит, как это показано с помощью метода штифтов. [c.86]

Количественно адгезионная способность того или иного полимера может быть определена при адгезионном типе разрушения клеевого соединения с применением методов отслаивания (отдира, неравномерного отрыва) или равномерного отрыва. [c.383]

Тип разрушения напряженного материала в агрессивной среде и степень изменения его химической структуры при этом зависят от величины и скорости приложения напряжения и от активности среды. Независимо от характера среды и типа полимера можно выделить три области напряжений. [c.8]

На рис. 22 показана диаграмма растяжения полимера в зависимости от температуры при постоянной скорости растяжения. На рис. 23 показана зависимость максимального напряжения Омане, от температуры. Кривая на рис. 22 показывает, что полимер при напряжении Ор разрушается хрупко. Если образец того же полимера нагреть до температуры Т , лежащей между Гхр. и Тс, то кривая растяжения по типу разрушения соответствует области 2 (рис. 23), хотя образец находится в стеклообразном состоянии. [c.90]

Имеются бесспорные факты, указывающие на возможность существования трех типов разрушения образцов полимеров при простом растяжении. [c.146]

Разрушение полимеров в стеклообразном состоянии при напряжениях ниже СТв происходит путем образования и развития двух крайних типов трещин при низких температурах и малых напряжениях (область квазихрупкого разрушения) растут трещины разрушения, при повышенных температурах и напряжениях (заштрихованная область IV на рис. 11.4) при определенных условиях растут крейзы, возникающие в результате деформационного микрорасслоения материала. Между стенками трещины серебра образуются мнкротяжи сильно ориентированного материала. [c.321]

Независимо от типа разрушения полимерного материала часть его макромолекул реализует способность изменять форму под действием механических сил. Однако относительная доля этих макромолекул или их отрезков в образце существенно зависит от типа разрушения. При хрупком разрушении полимера только в тонком слое на поверхности разрушения происходит изменение конформационного набора макромолекул, скорее всего в результате вьшужденноэластической деформации. [c.138]

Энергетические концепции основаны, таким образом, на оценке накопленной энергии, которая должна превысить суммарную энергию связей, противодействующих разрушению. Число таких связей тем меньше, чем интенсивнее флуктуации тепловой энергии и длительнее время действия разрушающей силы. Итак, при данных условиях разрушения (температуре и времени действия силы) создается впечатление о существовании некоего порога энергии разрушения полимеров . Ахагон и Джент [562, с. 1903—1911 ] изучали порог энергии разрущения эластомеров. Порог энергии был измерен для двух типов бутадиеновых эластомеров, сшитых до различной степени и разодранных при различных условиях. Были определены значения порога энергии разрушения , вapьиpyющиe"WW дo W7 ж/м Эти значения были полу-чены на образцах, разодранных при исключительно низких скоростях раздира и высокой температуре, а также в набухшем состоянии. Они оказались независимыми от температуры и скорости раздира, а также от степени набухания и природы набухающей жидкости с поправками на уменьшение числа цепей в поперечном сечении. При комнатной температуре и обычных скоростях раздира наблюдались большие различия в энергии разрушения между эластомерами, сшитыми до разной степени и различно растянутыми. Это обусловлено потерями энергии неравновесной деформации, добавляющейся к энергии, требующейся на разрушение. [c.269]

А. М. Кнебельман, Л. А. Кантор и Д. Ф. Каган [414, с. 120 475], которые объясняли наличие различных типов разрушения аналогичным образом [651]. Им удалось экспериментально показать, что длительная пластическая прочность зависит практически только от надмолекулярной структуры полимера, а длительная [c.292]

При чистке цилиндра литьевой машины, когда материал выдавливается через сопло на воздух, отчетливо видно, как струя полимера закручивается спиралью и поток становится нерегулярным и пульсирующим. Течение такого типа может также возникать и при литье в форму. В обычных условиях наблюдать это явление трудно, однако Джнлмору и Спенсеру удалось сфотографировать такой поток. Согласно Рейнеру , нерегулярное течение может или вызываться рейнольд-совской или структурной турбулентностью, т. е. разрушением полимера. Насон > заметил, что экструзия при высоком давлении сопровождается возникновением шероховатой и волнистой поверхности изделий. Он считал, что это [c.46]

Такой критерий был предложен в работе А. Я. Малкина и А. И. Леонова [ДАН СССР, 150, №2, 380 (1963). В этой работе было показано также, что разрушение расплава может быть объяснено развитием эластической турбулентности, возникающей при определенном соотношении сил вязкости и упругости, действующих при течении упруговязких жидкостей типа расплавов полимеров. См. также Г. В. Виноградов, А. Я- Малкин, А. И. Леонов, Kolloid-Z., 191, 25 (1963) Г. В. Виноградов, В. Н. Манин, K olloid-Z, 201, 93 (1965).—Ярил. ред. [c.49]

Пятая отличительная особенность растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды состоит в том, что оно является чисто физическим процессом, при котором не происходит никаких химических изменений в полимере, т. е. отличается от окислительного или электромеханического растрескивания напряженных полимеров, сопровсждакщегсся их химическим разрушением. Далее, растрескивание при одновременном действии напряжения и окружающей среды не связано ни с набуханием, ни с другим, подобным ему механическим ослаблением материала. В связи с этим имеется некоторое различие между растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ и разрушением под действием растворителей, подобных бензолу или толуолу. Последний при соответствукщем нагревании растворяет многие полизтилены, а при комнатной температуре полимеры с большим молекулярным весом могут ограниченно набухать в нем > Такое набухание приводит к уменьшению прочности изделий, по крайней мере, в поверхностных слоях , возможно происходящему из-за влияния на рассматриваемый процесс когезионного Езаимодействия между макромолекулами . Конечно, в этих условиях материал легко разрывается под напряжением. Так как физическая природа полимера при действии растворителя изменяется, такой тип разрушения отличается от разрушения напряженного материала под влиянием поверхностно-активного вещества или спирта, которые на ненапряженный полимер практически не действуют. Полярные жидкости (такие, как спирты) не только не вызывают набухания полиэтилена, но и осаждают его из растворов даже при повышенных температурах. Это и вынуждает различать растрескивание под действием растворителей и растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностноактивных веществ [c.335]

Особый вид окислительного растрескивания описан Мак Маго-ном, Малонеем и Перкинсом , которые наблюдали явление, названное ими электромеханическим растрескиванием , происходящее в напряженном полиэтилене, помещенно.м в высоковольтное электрическое поле при коронных разрядах. Этот тип разрушения, который имеет большое значение для пластмассовых деталей, работающих в электросиловых установках, по-видимому, вызывается окислительным действием озона, генерирующегося при рязряде. Здесь также имеется аналогия с резиной, так как в обоих случаях разрушение в присутствии озона наблюдается только на растянутых участках полимера и отсутствует на нерастянутых. [c.373]

Разрушение перекисей аминами без образования радикалов жзвестно для низкомолекулярных соединений [289]. Такой механизм действия антиоксидантов аминного типа в полимерах вполне вероятен. Однако соответствующие экспериментальные доказательства пока отсутствуют. [c.118]

Для немодифицированного ПС характерна практически прямолинейная диаграмма напряжение — деформация при растяжении с относительной деформацией при разрушении около 2%, в то время как для УПС характерно появление предела текучести и возрастание деформации при разрыве до 30%. Недостатком введения эластичной фазы в стеклообразный полимер является уменьшение разрушающего напряжения и модуля упругости полимера. В зависимости от типа эластифицированного полимера наблюдается заметное различие в механизме их деформирования. Например, в УПС при напряжении выше предела текучести наблюдается деформирование без существенного уменьшения площади поперечного сечения образца с побелением напряженного участка. В АБС-пластиках обычно происходит образование шейки и холодная вытяжка материала. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология