Температурно-временная зависимость прочности полимеров

Экспоненциальная формула температурно-временной зависимости прочности (VI. 20), применима в достаточно широком интервале долговечности т, охватывающем экспериментально наблюдаемые значения от 10" до 10 с. Она нарушается лишь непосредственно вблизи критического напряжения Окр и безопасного напряжения сго (рис. VI. 19). При малых напряжениях линейность зависимости lgт — а нарушается и кривая, загибается вверх, асимптотически приближаясь к вертикали, соответствующей безопасному напряжению ао или к оси ординат, если ао близко к нулю, В ряде случаев были получены долговечности полимеров при очень длительных наблюдениях. При малых напряжениях действительно обнаруживается резкий подъем кривой долговечности, [c.211]

Фундаментальные исследования температурно-временной зависимости прочности полимеров привели С. Н. Журкова и его сотр.з к выводу о том, что механическое разрушение полимеров следует рассматривать как термическую деструкцию, активированную механическим напряжением. [c.61]

Все перечисленные особенности температурно-временной зависимости прочности полимеров с полным основанием можно распространить на адгезионные системы, имеющие в качестве одного из компонентов полимер, и с этих позиций рассматривать температурно-временную зависимость адгезионной прочности [9, с. 67]. При разрушении адгезионных соединений происходит не только разрыв адгезионных связей (при адгезионном характере разрушения), но и значительная деформация адгезива (а в ряде случаев и субстрата) в зоне разрыва [72]. [c.190]

Температурно-временная зависимость прочности полимеров------- ------ - 274 [c.220]

При использовании пленки в качестве конструкционного материала возникает требование долговечности изделия. Для формулирования этого требования надо знать вид напряженного состояния, характер изменения напряжений в изделии во времени и влияние температуры и окружающей среды на температурно-временную зависимость прочности полимеров. Долговечность и работоспособность пленки необходимо оговаривать не только в тех случаях, когда она находится в напряженном состоянии, но и тогда, когда она представляет собой комбинированный (многослойный) материал, который может расслаиваться, или в изделии из пленки есть сварные швы, которые могут разрушаться, или известно, что пленочный материал будет эксплуатироваться в условиях, способствующих его старению, и т. д. Итак, перейдем к формулированию требований, предъявляемым к полимерным пленочным материалам, применяемым в различных областях народного хозяйства. [c.30]

Зависимость прочности от времени действия нагрузки, как это ясно из предыдущего, — явление, общее для всех твердых тел. Однако в некоторых материалах эта зависимость проявляется особенно сильно в условиях, близких к условиям их эксплуатации. Естественно, что именно такие материалы удобны для изучения общих закономерностей временной зависимости прочности, а их исследование важно и с практической точки зрения. Полимеры относятся как раз к такой группе материалов. Температурно-временная зависимость прочности полимеров проявляется отчетливо уже в области температур, близких к комнатной. Этим и объясняется тот факт, что влияние времени действия нагрузки на прочность было обнаружено сравнительно давно рядом исследователей как при испытаниях полимерных пленок, волокон и нитей [30, 31, 35—38], так и при испытаниях блочных образцов из пластмасс [43]. [c.76]

Температурно-временная зависимость прочности некоторых каучукоподобных полимеров в ограниченном интервале напряжений и температур описывается следующим уравнением [c.181]

Временная прочность и долговечность полимеров наиболее полно и систематически исследована Журковым, Бартеневым и Гудем. Температурно- временная зависимость прочности по Журкову имеет вид [c.116]

Выше были рассмотрены результаты исследований зависимости долговечности от о и Г при одноосном растяжении и поддержании в течение всего опыта постоянного напряжения и темп-ры. Между тем для практики и для выяснения природы температурно-временной зависимости прочности важно выяснить поведение полимеров при иных типах напряженного состояния и при сложных режимах нагружения, в том числе при циклич. нагружении. Интересно также выяснить влияние на Д. посторонних факторов, вызывающих ускорение разрушения химически активных сред, поверхностно-активных сред, различного рода излучений и др. [c.378]

ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЧНОСТИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ [c.139]

Обширными исследованиями температурно-временной зависимости прочности металлов, сплавов и полимеров было установлено, что между временем до разрушения образцов, растягивающим напряжением и температурой опыта имеется однозначная связь, которая выражается уравнением [c.75]

При-низких температурах, когда полимер испытывает хрупкое разрушение, температурно-временная зависимость прочности описывается уравнением Журкова. Энергия активации с уменьшением разрушающих напряжений увеличивается в соответствии с флуктуационной теорией прочности твердых тел и при а = О равняется энергии связей, ответственных за разрушение полимера. Относительные удлинения при разрыве от разрушающих напряжений не зависят, [c.99]

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что переход полимера из одного физического состояния (с большими периодами релаксации) в другое (со сравнительно малыми периодами релаксации) влечет за собой не только изменение скорости разрушения и разрушающих напряжений, но и изменение механизма разрушения. Так, при хрупком разрыве, когда время разрушения Тр много меньше периода релаксации т, разрушение полимеров определяется разрывом химических связей, и температурно-временная зависимость прочности описывается уравнением Журкова (2.7). В, высокоэластическом состоянии с Малыми периодами релаксации, когда Тр > т, разрушение полимера на медленной стадии определяется разрывом физических связей, и температурно-временная зависимость прочности при больших удлинениях (вероятно, более 20%) описывается уравнением Бартенева (2-11). [c.101]

Для такого состояния полимера температурно-временную зависимость прочности в первом приближении можно записать следующим образом [c.102]

Ниже приведены данные, характеризующие энергетические карьеры, рассчитанные из температурно-временной зависимости прочности для разных полимеров [c.61]

Создание физически ясной картины температурно-временной зависимости прочности явилось большим достижением физики полимеров. Однако для практических целей необходимо не только знать [c.275]

В заключение следует заметить, что температурно-временная зависимость прочности не является исключительной особенностью полимеров. Она имеет место и для других типов материалов, но отличается механизмом процесса разрушения (например, для металлов разрушение обусловлено процессом распада кристаллов, что проявляется в значении величины Uq, равной энергии сублимации). Однако у полимеров температурно-временная зависимость прочности выражена особенно ярко по сравнению с другими материалами и поэтому приобретает большое значение. [c.276]

В 1943 г. в [35] были опубликованы результаты исследований температурно-временной зависимости прочности ряда полимерных волокон (вискоза, хлопок, нейлон) и показано, что долговечность исследованных полимеров подчиняется эмпирической формуле вида [c.76]

Температурно-временная зависимость прочности, как уже отмечалось, наблюдается не только в таких материалах, как металлы, полимеры, металлические и неметаллические монокристаллы, но и в более сложных по строению и составу гетерогенных и композиционных материалах, имеющих, как известно, важное практическое значение. [c.92]

Сложность процессов термической и механической деструкции обусловливает ряд отклонений от температурно-временной зависимости прочности, выраженной уравнением (V. ). Это уравнение справедливо при стабильных значениях параметров /о и у и действительно выполняется для большого числа полимеров. Следует [c.384]

До сих пор мы рассматривали температурно-временную зависимость прочности для твердых (аморфных и кристаллических) тел. Для полимеров в высокоэластическом состоянии также характерна температурно-временная зависимость прочности. Время жизни этих полимеров определяется величиной приложенного напряжения и температурой. Разрушение эластомеров может произойти при напряжениях, гораздо меньших предела прочности . Однако темпе- [c.385]

Как известно, в полиэтилене можно обнаружить определенное число винильных, эпоксидных, карбонильных и карбоксильных групп [42—46]. Их количество бывает максимальным, когда применяют порошкообразный полиэтилен. Именно поэтому в данном случае наблюдается максимальная адгезионная прочность. Очевидно, присутствие некоторого количества полярных групп в полиэтилене, а также увеличение их содержания в результате окисления обеспечивают возникновение между полимером и металлом ион-дипольного взаимодействия и водородных связей. Резкое увеличение адгезии при окислении полиэтилена указывает па решающую роль именно этого типа сил. Не исключена также возможность образования химических связей между полярными группами окисленного полиэтилена и окисной пленкой металла [47—50, 152]. В пользу этого предположения свидетельствуют данные об энергии активации разрушения адгезионной связи полиэтилена со сталью, рассчитанные по температурно-временной зависимости адгезии. Эта величина составляет 25—38 ккал/моль [47, 48], что говорит о возникновении между адгезивом и субстратом химических связей. [c.298]

При рассмотрении физической природы прочности полимеров для отыскания параметров температурно-временной зависимости прочности эксперименты проводят в статических условиях, поддерживая напряжение и температуру строго постоянными. В условиях практического использования полимерных материалов постоянное напряжение и температура являются скорее исключением, чем правилом. Любой материал при работе в конструкциях почти всегда испытывает переменные нагрузки и температуры. Весьма важно ответить на вопрос, как определить долговечность полимерных материалов в сложных условиях механического и теплового воздействия. Можно полагать, что, если в условиях непрерывно действующей постоянной нагрузки происходит постепенное исчерпание долговечности образца, при циклическом нагружении (с отдыхами) будет наблюдаться то же самое. Очень важно знать, влияют ли на конечную долговечность образца периоды отдыха, и если влияют, то как. [c.393]

В последнее время результаты фрактографических исследований поверхности разрушения полимеров сопоставляются с температурно-временной зависимостью прочности [c.432]

В табл. 4 приведены, взятые из оригинальных источников, результаты испытаний на одноосное растяжение полиарилатов различного химического строения. Поскольку эти испытания в подавляющем большинстве случаев были проведены при одной и той же скорости деформирования, согласно теории температурно-временной зависимости прочности данные таких измерений могут использоваться для сравнения прочностных свойств рассматриваемых полиарилатов, а также для сравнения последних с широко распространенными полимерами (например, с поликарбонатом диана, который по своему химическому строению приближается к полиарилатам). [c.78]

Механическая прочность характеризует способность тел противостоять разрушающему действию внешних механических сил. Одной из наиболее фундаментальных прочностных характеристик полимера является долговечность — продолжительность времени от начала нагружения до разрушения полимера, связанная с величиной приложенной нагрузки и температурой и называемая температурно-временной зависимостью прочности или долговременной прочностью. Если происходит разрушение полимера под действием постоянной нагрузки, то это явление называют статической усталостью или замедленным разрушением. [c.86]

Была изучена [402, с. 665] температурно-временная зависимость прочности адгезии для систем, состоящих из совместимых и несовместимых полимеров (субстрат и адгезив). Оказалось, что в совместимых системах закономерности температурно-временной зависимости адгезионной прочности идpнтиuн ,r тнч [c.135]

Временная зависимость прочности полимеров, обусловленная кинетической природой термофлуктуационного механизма разрушения, наиболее полно н систематически исследована Журковым с сотрудниками, Бартеневым и Гулем. Температурно-временная зависимость прочности по Журкову имеет вид [c.112]

Исследовапия температурно-временной зависимости прочности широкого круга материалов (металлов, ионных кристаллов, силикатных стекол и полимеров) привели к установлению общей для всех твердых тел закономерности, связывающей долговечность т с действующим напряжением а и темн-рой Т (в К). Измерения проводились на установках, обеспечивающих в течение всего опыта постоянство темп-ры и механпч. напряжения. Диапазон измепеиия Д. достигал 10 порядков — от 1 мсек до 10 Мсек (от 10 до 10 сек), области темп-р и напряжений были также достаточно широки. [c.377]

Возможность теоретического обоснования температурно-временной зависимости прочности для конкретных полимеров показана Губановым и Чевычеловым Вначале ими была рассчи- [c.164]

Выше рассмотрены экспериментальные данные по изучению температурно-временной зависимости прочности главным образом гетерогенных и поликристаллических материалов (поликристаллических металлов, сплавов, полимеров). Для этих материалов, казалось бы, допустимо предположение о справедливости гипотезы Маргетройда и др. [72, 73], рассматривающей временную зависимость прочности не как проявление кинетической природы процесса разрушения, а как следствие специфических для тел сложного строения факторов, снижающих со временем (за счет деформирования) предел прочности. [c.85]

В целом, имеющиеся к настоящему времени сведения о температурно-временной зависимости прочности различного рода монокристаллов указывают, что и для этих сравнительно совершенных по строению, негетерогенных тел в определенном интервале а и Г справедливо общее уравнение для долговечности. Выводы о структурной чувствительности у и стабильности то и Uo, сделанные ранее на основе испытаний металлов и полимеров, также могут быть распространены и на монокристаллы. [c.92]

Чтобы наглядно отобразить влияние условий механического и теплового воздействия, а также параметров материала на работоспособность полимеров, используем геометрическую характеристику работоспособности Эта объемная характеристика представляет собой совокупность двух (или более) поверхностей, каждая из которых описывается уравнениями температурно-временной зависимости прочности и деформативности. Обобщенную область работоспособности удобно строить в координатах а, Т, Ig т (lgTф). [c.437]

Явление развития трещин связано также с развитием упруговязких деформаций полимера, которые имеют место [87 ] даже при внешне чисто хрупком разрушении. Процесс упруго-вязкого деформирования в связи с образованием трещин ускоряется, способствуя дальнейшему растрескиванию. На первой стадии лшкро-трещины развиваются почти с одинаковой скоростью, так как напряженность при постоянной внешней нагрузке изменяется медленно. Трещина макроразрушения растет с возрастающей скоростью, чему способствует рост фактической напряженности. Образование системы микротрещин всегда предшествует макроразрушению. Первая стадия занимает основную часть времени разрушения, и закономерности температурно-временной зависимости прочности определяются именно этой стадией. Временные зависимости проявляются на сопротивлении разрушению при скоростном нагружении. [c.195]

По аналогии с одноосноориентированными полимерами [32] естественно предположить, чта структурные преобразования при плоскостной ориентационной вытяжке оказывают существенное влияние на температурно-временную зависимость прочности ориентированных органических стекол Соответствующие измерения целесообразно проводить при температурах ниже 7хр. На рис. 5.34 приведены" данные, показывающие, что логарифм долговечности неориентированного и ориентированного стекол находится в прямой зависимости от напряжения при различных температурах (ниже Тхр), что хорошо согласуется с, основными йредставлениями теорий долговечности С., Н. Журкова.. [c.128]

Изучение температурно-временной зависнмост прочности твердых полимеров [юзволило обнаружить связь 2 лежду разрывным напряжением о, долговечностью полимера под на1рузкой т и абсолютной температурой Т. Эта зависимость выражается уравнением [c.223]

Особенностью механического поведения полимеров является ярко выраженная температурно-временная зависимость их свойств, включая прочность, а также повышенная эластичность, которая обусловлена отсутствием осевой устойчивости длинноцепных молекул. Под влиянием стохастических тепловых импульсов, а также внешнего силового поля возникает относительное перемеще- [c.9]

Сравнение уравнений (IV.2) и (IV.3), (IV.4) и (IV.5), (IV.6) (IV.7), (IV.8) и (IV.9) показывает, что закономерности разрушения адгезионных соединений аналогичны закономерностям когезионного разрушения. И это вполне логично, так как и адгезионная, и когезионная прочности обусловлены проявлением сил одной и той же природы — сил межмолекулярного и xимиqe кoгo взаимодействия. Однако отсюда не следует, что проблемы адгезии вообш е не суш ествует и что все проблемы прочности адгезионных соединений могут быть решены с позиций механики и сопротивления материалов. Прежде чем испытывать адгезионное соединение, изучать распределение напряжений, температурно-временные зависимости адгезионной прочности, необходимо создать это соединение. И вот здесь главенствуюнци-ми становятся вопросы химического сродства, смачивания, адсорбции, активности функциональных групп, реологии, т. е. комплекс проблем химии и физики полимеров и поверхностных явлений. Не ов.иадев искусством активного воздействия на эти процессы, нельзя рассчитывать на успешное решение проблем прочности адгезионных соединений. [c.194]

Итак, мы рассмотрели некоторые проблемы адгезионной прочности и механики адгезионных соединений и убедились в их чрезвычайном многообразии. В первую очередь следует обратить внимание на температурно-временную зависимость адгезионной прочности. Не вызывает сомнений, что при анализе этой зависимости необходимо учитывать терморелаксационный характер прочности полимеров, специфику их деформации, зависимость механических свойств полимеров от температуры и продолжительности приложения нагрузки. Релаксационные процессы, развивающиеся при деформации полимеров, накладывают существенный отпечаток на прочностные свойства адгезионных соединений. [c.203]