Разрыв ниже температуры стеклования

Разрыв ниже температуры стеклования [c.498]

Если полимер находится при температуре ниже температуры стеклования, то снижение прочности с уменьшением степени полимеризации связано с уменьшением способности к дополнительной ориентации в месте роста дефекта. Возрастает хрупкость полимера. Реальный полимер характеризуется наличием многообразных надмолекулярных образований, в том числе кристаллических. Поэтому разрушение реального полимера, если он не ориентирован предварительно, происходит путем скольжения ассоциатов молекул. Это существенно изменяет соотношение суммарных прочностей химических и межмолекулярных связей. Так как при этом происходит суммирование не только сил межмолекулярного взаимодействия, но и сил главных химических валентностей цепей, образующих надмолекулярные структуры, то становится при прочих равных условиях вероятнее разрыв межмолекулярных связей. [c.176]

Хрупкий разрыв определяет прочностные свойства резин ниже температуры стеклования Гс, а наибольшая температура, при которой он происходит, называется температурой хрупкости Г . Последняя зависит не только от Гс полимера, но и от скорости деформирования при разрушении и хрупкой прочности полнмера. [c.334]

Полимеры можно назвать вязкоупругими материалами , подчеркивая этим их промежуточное положение между вязкими жидкостями и упругими твердыми телами [9, с. 23]. Прочность полимеров сильно зависит от условий испытания, температуры, скорости приложения нагрузки и природы агрессивной среды. На рис. УП1.1 показано влияние температуры на вид зависимости нагрузка — деформация. При температурах значительно ниже температуры стеклования (кривая /) нагрузка линейно возрастает с увеличением деформации и разрыв происходит при малых удлинениях образца. При высоких температурах (кривая 4) полимер каучукоподобен и нагрузка изменяется с деформацией по 5-образной зависимости,, [c.227]

Такой же характер деформации наблюдается прн температурах 40 и 60 °С, т. е. ниже температуры стеклования полиэтилентерефталата (рис. 98). В отсутствие дефектов при температуре 60 °С, прежде чем происходит разрыв, развивается шейка , длина которой в 6—8 раз превышает исходную длину образца. В зависимости от скорости деформации шейка получается либо прозрачной, либо посеребренной , т. е. покрытой множеством трещин (рис. 98, г). [c.118]

При разрушении аморфных полимеров ниже температуры стеклования происходит хрупкий разрыв, при этом вначале возникает одна или несколько микротрещин, которые разрастаются с образованием зеркальной поверхности разрушения. При существенном уменьшении размеров сечения образца в массе полимера возникают и растут в различных плоскостях вторичные трещины, места нх встреч характеризуются линиями скола (обычно гиперболы) и поверхность разрушения оказывается шероховатой. [c.88]

Если полимер способен к кристаллизации, то на кривой удельного объема при температуре плавления наблюдается разрыв. На рис. 32.2 приведена типичная картина для частично кристаллического полимера, характеризующегося как стеклообразным, так и кристаллическим состоянием. Т — это температура плавления, Тогда как Tg 7g . .. отражают температуры стеклования, полученные при различных скоростях охлаждения. Область между Т и Tg характеризует переохлажденное состояние, сопровождающееся резкой кристаллизацией. Ниже Tg кристаллизация не может протекать с большой скоростью из-за высокой вязкости системы, поэтому полимер остается в неупорядоченном стеклообразном состоянии. При уменьшении скорости охлаждения переохлаждение захватывает область более низких температур, вследствие чего переход Tg, имеет место при температуре более низкой, чем Tg,. При бесконечно большом времени охлаждения температура стеклования стремится к какому-то предельному значению (Tg ). Г1оли-меры в стеклообразном состоянии, достигнутом при различных скоростях охлаждения, характеризуются разными значениями Tg и плотности. У полностью кристаллических полимеров температура стеклования не наблюдается (рис. 32.3). [c.149]

Данная оценка показывает, что при динамическом деформировании стеклообразных полимеров иа вытянутые сегменты цепи могут быть перенесены очень большие осевые усилия, если деформирование происходит при температуре не выше температуры стеклования (ПММА), или на 10 (ПВХ) —20 К (ПС) ниже ее. Этих сил достаточно для того, чтобы вызвать разрыв цепи. [c.146]

Для оценки влияния температуры транспортируемых продуктов на структуру изоляции испытывали изоляцию из полимерных пленок ПВХ-СЛ и ПИЛ в суглинистом грунте влажностью от 12 до 23 % В качестве оценочных показателей использовали прочность материала на разрыв 0р, относительное удлинение при разрыве ер, температуру стеклования 7д (для ПВХ покрытий) и кинетические кривые изменения оптической разности хода (термооптические кривые) при приложении к материалу растягивающей нагрузки, равной 1,5 МПа. Указанные показатели определяли после высушивания пленки до воздушно-сухого состояния. Испытания проводили в циклическом режиме, что ужесточало условия работы изоляции за счет влияния динамического воздействия внутренних напряжений, о чем будет сказано ниже. Температуру в термостатах повышали до заданной в течение 1,5—2 ч. Затем поддерживали постоянной в течение 8 ч и равномерно понижали до температуры 40— 50 °С приблизительно в течение 14 ч. Это изменение температуры соответствовало одному циклу (рис. 10). Через каждые пять циклов делали перерыв в испытаниях продолжительностью 2 сут. За это время температура в ячейках понижалась до комнатной. Общее время испытания изоляции при температуре Т в течение и циклов [c.45]

Вследствие того что в полимере обычно присутствует та или иная доля аморфной формы с температурой стеклования —17°С, поливинилиденхлорид обладает высокой прочностью на удар, морозостойкостью и эластичностью, несмотря на высокую температуру плавления, обусловленную кристаллической частью полимера. Ориентация поливинилиденхлорида путем его растяжения при температуре несколько ниже температуры плавления увеличивает прочность, гибкость и эластичность полимера. В частности, при удлинении 400—500% прочность на разрыв достигает 4000— 7000 кг/см , что значительно больше, чем у других ориентированных полимеров. [c.293]

Область, в которой наблюдается падение нагрузки вследствие перехода через предел текучести, ограничена с одной стороны температурой хрупкости, ниже которой полимер разрушается без заметных деформаций (см. раздел 12.1), и с другой стороны — температурой стеклования. Необходимо рассмотреть, каким образом температура и скорость деформации влияют на условия достижения состояния пластичности внутри указанной области. Возрастание скорости деформации приводит к увеличению предела текучести, существенно не сказываясь на напряжении, при котором происходит хрупкий разрыв материала. Поэтому повышение скорости деформации приводит к смещению температуры хрупкости в сторону более высоких значений и тем самым к сужению снизу области температур, в которой возможны пластические деформации (см. раздел 12.1). Изменение верхней границы области пластического состояния в зависимости от скорости деформаций исследовали Эндрюс с соавторами [38]. Их результаты будут обсуждены ниже. [c.291]

На рис. 1У.25 представлены кривые растяжения кристаллических образцов при разных температурах. В интервале температур от 90 до 180° С образцы деформируются с образованием шейки, которая является стабильной и простирается на большую длину. При 70—80° С шейка только начинает возникать, после чего сразу же наступает разрушение образца. При более низких температурах наблюдается чисто хрупкий разрыв без образования шейки. Полностью аморфные образцы пленок лавсана деформируются с образованием шейки в интервале температур от —30 до - -80° С. Ниже —30° С происходит хрупкое разрушение. При температуре около 90° С предел вынужденной эластичности стремится к нулю, что соответствует приближению к температуре стеклования. [c.276]

При наложении внешней нагрузки в идеальном твердом материале происходит изменение валентных углов и увеличение расстояний менаду атомами. Внешне это проявляется в деформации материала, величина которой, однако, очень мала. Когда расстояние между атомами увеличивается, происходит резкий спад потенциальной энергии и, как следствие этого, разрыв материала. Деформация материала вплоть до разрыва полностью обратима. Она носит название гуковской, причем величина деформации с достаточно хорошим приближением прямо пропорциональна приложенной силе. Эта деформация характерна для любого твердого тела независимо от того, какие другие деформационные процессы протекают в материале при наложении силового поля. На достаточно большом удалении (в сторону низких температур) от точки стеклования, где полностью исключены колебательные и вращательные движения молекулярных групп полимера, такая упругая деформация является единственным типом деформации. На рис. 12.10 область проявления только этого типа деформации обозначена цифрой I. Разрушение материала при очень малой (обычно ниже 1%) деформации называют хрупким разрушением, а предельная температура, ниже которой оно имеет место, — температурой хрупкости. Уже отмечено, [c.289]

Главное различие в прочностных свойствах полимеров с кристаллической и аморфной структурой рассмотрено в 1 и 2 гл. П. На прочность полимеров, кроме того, влияют плотность унаковки—одна из характеристик первичной структуры полимера, определяемая гибкостью (или жесткостью) цепей, и межмолекулярные взаимодействия цепных молекул. Например, по Ла-зуркину рыхло упакованные каучуки (СКБ, СКС) при низких температурах в стеклообразном состоянии обладают лучшими прочностными свойствами, чем плотно упакованные каучуки (НК, бутилкаучук, полихлоропрен). У рыхло упакованных полимеров температурный интервал вынужденной эластичности необычайно широк (около 100 °С), ВТО время как у плотно упакованных полимеров хрупкий разрыв наблюдается лишь на 20—25 С ниже температуры стеклования. Дипольные и водородные межмолекулярные связи повышают хрупкую прочность полимера и поэтому понижают температуру хрупкости. Это особенно четко [c.131]

Такой характер деформации наблюдается при температурах ниже температуры стеклования полиэтилентерефталата. В отсутствие де( )ектов при 333 К, прежде чем происходит разрыв, развивается шейка, длина которой в 6—8 раз превышает исходную длину образца. [c.119]

Такое сопоставление часто маскирует то важное обстоятельство, что полный комплекс явлений может наблюдаться на примере одного и того же полимера при достаточно широком изменейии температуры. На рис. 2.1 показаны кривые нагрузка — удлинение для полимера при четырех различных температурах. При температурах значительно ниже температуры стеклования (кривая А), где наблюдается хрупкое разрушение, нагрузка линейно возрастает с ростом удлинения и разрыв происходит при малых удлинениях (—10%). При высоких температурах (кривая О) полимер каучукоподобен, и нагрузка растет до момента разрушения по 8-образной зависимости, причем разрыв происходит при очень высоких удлинениях (от 30 до 1000%). [c.24]

Техническое применение получили главным образом пластифицированные поливинилбутирали, содерл<ащие обычно от 15 до 35% пластификатора. В качестве пластификаторов применяют дибутнл-себацинат, диоктилсебацинат, диоктифталат и др. Введением пластификаторов можно значительно снизить температуру стеклования бутираля и обеспечить пленкам высокую гибкость и морозостойкость (до —60° и ниже), с сохранением при этом значительной прочности (прочность на разрыв технических пластифицированных бутиралей находится в пределах 250—350 кг/сж , при удлинении при разрыве — 400% и выше). [c.315]

При понижении температуры наблюдается постепенное снижение высокоэластических свойств резиновых изделий. В зависимости от свойств каучука и температуры эластичность может теряться частично или полностью. Ухудшение эластических свойств резин проявляется в постепенном увеличении ее твердости и в конечном счете приводит к хрупкости. При этом жесткость резин увеличивается в 10 —Ю раз. Хрупкое стеклообразное состояние резин наблюдается при достижении температуры хрупкости и ниже ее. В интервале между температурой хрупкости и температурой стеклования резины находятся в вынужденно эластическом сосгоя-нии. Стеклование зависит не только от температуры, но и от характера нагрузки. Так, при статических нагрузках и при динамических нагрузках небольшой частоты температура стеклования ниже, чем при динамических нагрузках большой частоты. Стеклование приводит к повышению предела прочности на разрыв, модулей растяжения, твердости. При этом снижаются относительное и остаточное удлинения, эластичность по отскоку, восстанавливаемость. [c.137]

В этих условиях (при сравнительно высоких температурах) в обоих случаях предел прочности намного превышает предел вынужденной эластичности и разрушение носит нехрупкий характер. Однако при снижении температуры ниже точки стеклования аморфные области в кристаллическом полимере застекловываются, полимерная конструкция становится очень жесткой и предел вынужденной эластичности существенно возрастает. Это может происходить настолько быстро, что при температурах, немного меньших Г , предел вынужденной эластичности аморфно-кристаллического полимера станет выше предела прочности, т. е. будет наблюдаться хрупкий разрыв. [c.276]

Особенно четко проявляется различие механизмов разрушения полимеров, если их исследовать и сравнивать при высоких и низких температурах, деформировать в условиях, когда реализуется способность макромолекул изменять форму и когда эта с пецифическая особенность не реализуется полностью. На примере аморфного неориентированного полиэтилентерефтатала, который при комнатной температуре находится в стеклообразном состоянии, методом скоростной киносъемки в поляризованном свете прослежен переход от одного механизма разрыва к другому с повышением температуры выше температуры стеклования [37]. На рис. 163 и 182 изображены отдельные кадры процесса разрыва образцов полиэтилентерефталата, снятые кинокамерой в поляризованном свете при различных температурах опыта. Из рассмотрения этих кадров следует, что при температурах ниже (80° С) в вершине дефекта создается перенапряжение, которое распределяется перпендикулярно направлению деформирующей силы, образуя плоскость перенапряжения. По этой плоскости в дальнейшем происходит разрыв образца. По условиям опыта на образце делался один большой надрез при температуре выше происходит сдвиг слоев вдоль действия силы, деформирующей образец, образуются тяжи и существенно изменяется структура материала. [c.268]

Термодеструкция практически не влияет на процесс пластикации каучуков вследствие их низкой температуры стеклования, т. е. необходимый уровень вязкоупругих свойств в высокоэластическом состоянии достигается при относительно низких температурах (комнатных или ниже). Область наложения двух типов реакций, механически и термически активированных, в случае натурального каучука показана на рис. 7.30 (кривая 1 — механический разрыв плюс воздействие кислорода кривая 2 — термо-автоокислительный разрыв). Конкурирующие реакции термо-и окислительной деструкции преобладают над механохимическими при пластикации полимеров с относительно высокой температурой стеклования. Для термопластов минимум, показанный на рис. 7.30, смещается в область более высоких температур. Например, минимум для полистиролов находится вблизи 180 °С [34]. Положение левой ветви кривой зависит от характера температурной зависимости вязкости образца полимера. При повышении температуры вязкость снижается, и поэтому, при некоторых скоростях сдвига, приложенное сдвиговое усилие уменьшается. Положение правой ветви кривой зависит от термоокислительной стабильности полимера при этом скорость термоокислительных реакций возрастает с температурой. Показано [436, 900], что окисление протекает более интенсивно под действием напряжений сдвига, возможно, благодаря механической активации окислительных процессов. Скорость окисления при механическом воздействии возрастает в 5 раз [901 ]. [c.350]