Теория эластических свойств

Расширение струй зависит от всех параметров, влияющих на эластические свойства вискоз. На рис. 7.11 показана зависимость расширения струй от скорости истечения для вискоз с различной вязкостью, вытекающих из капилляра диаметром 0,5 мм. В случае низковязкого (0,18 Па-с) прядильного раствора (кривая/) наблюдается слабо выраженный максимум в области скоростей истечения 200 см/с. Появление максимума хорошо объясняется теорией расширения струй, в основе которой лежат представления об эластических свойствах жидкостей [19, с. 105]. В среднем диапазоне вязкостей от 2 до 9 Па-с наблюдается четко выраженный максимум. Изменение величины расширения здесь хорошо передается кривой 2 для вязкости 3,7 Па-с. При повышении вязкости более 12 Па-с диаметры струй резко возрастают. В практически достижимом диапазоне скоростей истечения (до 800—1000 см/с) при этих вязкостях максимума обнаружить не удается. [c.174]

Изложенные в предыдущих разделах выводы полностью игнорируют эластические свойства полимерного материала. Поэтому с их позиций соверщенно невозможно объяснять ряд эффектов, наблюдающихся при вальцевании реальных полимеров. В особенности это касается вальцевания каучуков и резиновых смесей. Гидродинамическая теория вальцевания вязкоэластичной жидкости, предложенная То китой и Уайтом [18], в какой-то мере восполняет этот пробел. Ниже изложены основные положения этой теории. [c.387]

Поскольку топологическая модель структуры сетки учитывает не только связность элементов, но и длину цепи между узлами, то существенным становятся вопрос о ММР цепей сетки. В модели идеальной сетки вопрос об ММР смысла не имеет все цепи там одинаковы. Теории равновесных эластических свойств, основанные по существу на этой модели, не учитывают распределения цепей по длинам, предполагая, что этот параметр роли не играет [35] существенным по этим теориям является только число цепей и среднечисленная длина цепи. [c.129]

В этом разделе будут кратко рассмотрены методы классического (теоретического) подхода к изучению структуры полимеров, предложенного Флори, начиная с простейших выводов кинетической теории эластичности, применимых к некоторым соединениям, удовлетворяющим требованиям, необходимым для проявления эластических свойств. Однако в связи с эмпирическим характером полученного ранее фактического материала целесообразно, по-видимому, сначала рассмотреть историю вопроса и затем уже перейти к изложению кинетической теории эластичности. [c.215]

На физико-химич. и технич. свойства вулканизатов влияет не только тип поперечных химич. связей, но и взаимодействие макромолекул за счет водородных и др. видов межмолекулярных связей, возникающих вследствие наличия в полимере полярны групп и активных атомов, а также образование ассоциатов в результате взаимодействия самих поперечных связей (ионных и полисульфидных). Поэтому необходимо учитывать изменение при В. межмолекулярного взаимодействия вследствие присоединения к макромолекулам вулканизующих агентов и продуктов разложения ускорителей, антиоксидантов и др. Из-за отсутствия разработанной молекулярной теории механических свойств полимеров представления о влиянии структуры вулканизатов на их прочностные и эластические свойства носят характер гипотез. [c.266]

Напомним теперь, что теория эластичности исходит в основном из представления о значительной свободе вращения звеньев, что было обосновано лишь для цепей ординарных а-связей. Ясно, что эластические свойства полимерных силоксанов и фосфонитрилхлорида требуют специального рассмотрения. [c.85]

Пространственные полимеры способны лишь к ограниченному набуханию и полностью лишены текучести при малом числе поперечных связей (мягкие резины) их эластические свойства соответствуют кинетической теории упругости чистого каучука (см. стр. 202—205). Увеличение числа связей между линейными молекулами вызывает уменьшение длины свободных отрезков цепей и их изгибаемости, возрастание жесткости полимера (эбонита) и, наконец, полный переход каучукоподобной эластичности в обычную упругость твердых тел. Теория пространственных сеток линейных полимеров разрабатывалась Ф. Уоллом, П. Флори, Б. А. Догадкиным, Г. М. Бартеневым и др. [c.215]

На основании изложенной теории эластичности легко объяснить сущность превращения каучука в резину при вулканизации. Известно, что натуральный каучук эластичен, но при долговременных нагрузках возникает течение материала — крип , вследствие чего изделие из каучука теряет форму. Однако при относительно слабом нагревании натурального каучука с небольшим количеством серы его эластические свойства значительно улучшаются они не исчезают и при долговременных нагрузках. [c.278]

Около двадцати пяти лет тому назад несколько ученых выдвинули ряд теорий относительно эластических свойств каучукоподобных веществ. 2. Развитие общей теории эластичности, применяемой при больших деформациях, явилось важным событием в науке. 3. Ученые установили, что молекулы каучука принимают нерегулярную форму при термическом движении. 4. Было также доказано, что существует прямая зависимость сокращающих сил от абсолютной температуры. 5. Следует помнить, что невулканизованный каучук состоит из большого числа молекул. 6. Согласно теории Брауна любая цепь каучука находится в постоянном термическом движении. [c.41]

Общепризнанная мостичная теория вулканизации объясняет этот процесс в основном образованием мостиков, сшиванием отдельных молекул каучука атомами серы, присоединяющейся к некоторым двойным связям одновременно у двух молекул. Таким образом, из сравнительно малых цепных молекул образуются большие пространственные структуры, в связи с чем эластические свойства резко возрастают, а пластические почти полностью подавляются. Следовательно, вулканизация — это тоже процесс, обусловленный как особенностями физической природы каучуков, так и их химической непредельностью. [c.21]

Чисто эластическое деформирование механически полностью обратимо и не связано с разрывом цепи или ползучестью. Однако в реальном каучуке, как и в любом вязкоупругом твердом теле, энергетическое и энтропийное упругое деформирование представляет собой вязкое течение. Отсюда следуют релаксация напряжения при постоянной деформации, ползучесть при постоянной нагрузке и диссипация энергии при динамическом воздействии. Поэтому при моделировании макроскопических механических свойств вязкоупругих твердых тел даже в области деформации, где отсутствует сильная переориентация цепей, следует использовать упругие элементы с демпфированием, содержащие пружины (модуль G) и элементы, учитывающие потери в зависимости от скорости деформирования (демпфер, характеризующийся вязкостью ti). Простейшими моделями служат модель Максвелла с пружиной (G) и демпфером (ti), соединенными последовательно, и Фохта—Кельвина с пружиной (С) и демпфером, соединенными параллельно. В модели Максвелла время релаксации равно t = t]/G, а в модели Фохта—Кельвина то же самое время релаксации более точно называется временем запаздывания. В феноменологической теории вязкоупругости [55] механические свойства твердого тела описываются распределением основных вязко-упругих элементов, характеризуемых в основном временами релаксации т,-. Если известны спектры молекулярных времен релаксации Н(1пт), то с их помощью в принципе можно получить модули вязкоупругости [14Ь, 14d, 55]. Зависимый от времени релаксационный модуль сдвига G t) выражается [c.39]

В области полимеров физики вместе с физико-химиками больше всего сделали для создания теории специфических механических свойств, и прежде всего высокоэластичности и прочности. Но и здесь развитие физико-химической механики привело к выяснению закономерностей кинетики развития и спада эластической деформации и релаксации напряжения и возникновения пространственных структур [c.209]

Важным этапом в разработке общей теории структурообразования в дисперсиях на основе вяжущих веществ является количественная оценка их деформационных и прочностных свойств по параметрам, имеющим вполне определенный физический смысл и физико-химическую трактовку. В этом плане в настоящей монографии излагаются определенные достижения. Впервые дана характеристика твердеющей системы по модулю быстрой эластической деформации, начиная от момента затворения до формирования цементного [c.3]

При этом не следует брать слишком концентрированные растворы, так как с ростом концентрации полимера не только появляются поправки, зависящие от концентрации квадратично, кубично и т. д., но и сам характер течения полимерного раствора принципиально меняется. Течение раствора перестает подчиняться уравнению Ньютона, появляется нечто подобное упругой или эластической деформации раствора, словом картина течения чрезвычайно усложняется. Все эти аномалии носят название структурной вязкости. К сожалению, их количественная теория отсутствует и ничего реального для понимания молекулярных свойств полимера в настоящее время из подобных измерений мы не получаем. [c.154]

Теория механических (деформационных) свойств полимеров развивалась по пути установления молекулярной природы того или иного вида деформации, и лишь затем привлекались кинетические представления. Так случилось с учением о высокоэластической деформации, а впоследствии и с учением о вынужденно-эластической деформации. Понять существо процесса без привлечения кинетики его развития невозможно. [c.137]

Механические свойства резин можно разделить на равновесные и зависящие от величины и скорости деформации. Хотя теоретическому рассмотрению и детальному экспериментальному исследованию подвергались в основном равновесные свойства (определяющие зависимость напряжение — деформация), практически наибольший интерес представляют неравновесные — динамические свойства резин. Из теории следует, что равновесные эластические свойства сеток зависят только от концентрации эластически эффективных узлов и не зависят от природы и строения эластомеров. Значение равновесного модуля при растяжении сеток выражается простым соотношением [см. уравнение (4), гл. 2]. [c.83]

В одном из последних обзоров по прочности аморфных эластомеров, составленном Лэнделом и Федерсом [65], можно познакомиться и с другими теориями, в которых также содержатся элементы, уточняющие молекулярную картину прочностных и эластических свойств полимерных сеток. [c.67]

Эластические свойства каучука, неожиданные превращения во время мастикации, эффекты, вызванные переработкой на вальцах, до установления макромолекулярного характера каучука объясняли различными теориями, лишенными научной основы. Так, Розенбаум, придерживавшийся взглядов Малкока [3], считал каучук по механическим свойствам эквивалентным смеси мела и масла, а Шенево и Хэйм [4] — дисперсией твердых частиц в мягкой основе при этом процесс мастикации объяснялся ими размягчением основы, не затрагивавшим твердых частиц. [c.62]

Важное значение поперечных связей как одного из основных элементов кинетической теории общепринято. Так, по Сканлеиу и Уотсону [411], эластические свойства вулканизованного каучука зависят как от молекулярного веса исходного полимера, так и от степени сшивания. При чрезмерном увеличении степени сшивания эластомерные свойства материала ухудшаются и может быть получен хрупкий продукт. [c.218]

В основе теоретических положений и расчетов лежит связь технологических параметров процесса с реологическим поведением материала, т. е. с закономерностями его течения при различных напряжениях и деформациях. Изучение закономерностей течения (реологии) каучукоподобных материалов представляет значительные трудности, так как они не подчиняются закону Ньютона, согласно которому возникающие при течении напряжения пропорциональны градиенту скорости сдвига, т. к. азяз-кость этих материалов не является постоянной величиной. Наличие помимо вязких также и эластических свойств, изменяющихся в процессе переработки каучука и резиновых смесей, создает дополнительные трудности при разработке теории смешения. [c.11]

Чем больше межцепное взаимодействие, т. е. чем больше внутренняя энергия, тем меньше оправдывается статистическая теория эластичности, основанная на модели идеальной сетки. Так, показано [15], что эластические свойства полиалкилакрилатов хорошо описываются уравнениями статистической теории эластичности и упругая сила, возникающая в процессе их растяжения, в основном задается изменением энтропии. В отличие от этого полиалкилмет-акрилаты деформируются с увеличением энтропии и существенным изменением внутренней энергии, величина вклада которой зависит от степени растяжения. [c.140]

Закон Гука применим и к каучукам при условии, что деформация их не превышает 1%). Когда же мы переходим к большим эластическим деформациям, свойственным каучукоподобным веществам, то вопрос об эластических свойствах требует другого подхода, что и находит отражение в молекулярной теории эластичности каучуков. [c.72]

Частичное решение поставленной выше задачи дает приводимый здесь анализ, основанный на теории Гаскелла . В этом -анализе пренебрегают эластическими свойствами термопластичных материалов и рассматривают установившееся изотермическое течение несжимаемой ньютоновской жидкости. При проведении анализа пользуются прямоугольной системой координат, юси которой ориентированы так, как это показано на рис. 90. [c.228]

Одним из доказательств механизма скольжения цепей является уменьшение (а не увеличение в соответствии с теорией высокоэластичности) псевдоравно-весного модуля иаиолненных вулканизатов при повышении температуры испытания до 80—100 °С [41], а также появление особого максиму.ма в спектре времен релаксации [42]. Описанный механизм помогает не только объяснить повышенный гистерезис, эффекты усиления и другие вязкостные и эластические свойства наполненных вулканизатов, но и дает ясное представление о том, как в присутствии слабых вулканизационных связей улучшаются свойства вулканизатов. [c.235]

Теория эластичности излагается в высказываниях Фессендена, Оствальда, Хока, Мейера, Кирхгофа, Макка, Куна, Френкеля, Гута, Уолла и других. Более ранние теории связывали эластические свойства каучука с его глобулярным и мицелляр-ным строением, а позднейшие теории исключительную роль от-всдят особенностям молекулярной структуры каучука. Особенно успешно разрабатывается так называемая молекулярно-кинетическая теория эластичности, основанная на представлениях об изгибаемости молекулярных цепей каучука. Важную роль при изучении эластического состояния каучука сыграли рентгеновские исследования, начало которым положил Катц, открывший в 1924 <г. эффект кристаллических интерференций в растянутом каучуке. В руках Катца, и в особенности Хаузера, Сузиха и др., метод рентгеноскопии позволил выяснить многие стороны физической и химической структуры каучука. К 1933 г. относятся публикации Смита, Сейлора и Юнга, получивших кристаллический каучук. [c.19]

Согласно этой теории принимается, что мицеллы и отдельные молекулы высокополимерных соединений, имеющие удлиненную форму, взаимодействуют между собой и образуют рыхлые агрегаты, охватывающие собой весь объем золя. Таким путе.м внутри золя создается сетка, как бы каркас из соединившихс между собой частиц. Благодаря этому лиофильный золь приобретает характер эластичного тела и обнаруживает известные механические свойства, не наблюдающиеся у истинных растворов кристаллоидов. Такой золь называют структурированным. Внутренняя структура золя очень непрочна, подвижна, легко разрушается. Эластические свойства структурированных золей выражены слабо и составлят лишь малую долю подобных свойств твердого тела, но все же они реально существуют. [c.348]

Следует отметить, что для каучуков важное практическое значение имеют не только эластические свойства, но и пластические свойства, т. е. способность каучуков к необратимым деформациям. Пластические деформации важны при изготовлении резиновых изделий, которым требуется придать нужную форму. В ряде случаев, чтобы облегчить изготовление резиновых изделий, каучук подвергают специальной обработке—так называемой пластикации. Обычно эту операцию осуществляют путем перемешивания определенной загрузки каучука на соответствующем смесительном оборудовании. В результате этой обработки пластические свойства каучука улучшаются, а эластические ухудшаются. Однако в последующем, при изготовлении резиновых изделий, эластические свойства каучука должны быть восстановлены с наивозмож-но большим избытком за счет подавления пластических свойств, которые в готовых резиновых изделиях являются уже нежелательными. Восстановление эластичности осуществляется путем вулканизации. Вулканизацию производят обычно путем нагревания изделий из сырых смесей каучука и наполнителей с серой. Согласно общепринятой теории, при вулканизации происходит образование серных мостиков, сшивание отдельных молекул каучука атомами серы, присоединяющейся к некоторым двойным связям одновременно у двух молекул. В результате этого из сравнительно небольших цепных молекул образуются большие пространственные структуры, в связи с чем эластические свойства р зко возрастают, а пластические почти полностью подавляются. [c.339]

Для статьи Бойера и Спенсера весьма характерно то, что авторы почти не уделяют внимания релаксационным явлениям, без рассмотрения которых никогда нельзя перейти к вопросам поведения материала в реальных условиях его использования. Достаточно указать, что температура, при которой утрачиваются эластические свойства материала, может изменяться на несколько десятков градусов в зависимости от скоростей деформации, при которых эксплоатируется материал. Причиной такого одностороннего и явно недостаточного подхода к явлениям перехода полимеров в стеклообразное состояние является, как мне кажется, основная ошибочная предпосылка авторов, рассматривающих стеклообразо-вание как настоящий фазовый переход. При этом эластические свойства будут являться следствием появления той или иной фазы, а не соотношением времени релаксации и времени деформации. Мне кажется, что уже в пределах статьи отчетливо видно, что рассмотрение застеклования, как фазового перехода второго рода, основанное на чисто формальной аналогии, сразу же приводит к ошибкам и невозможности использования теории в реальных условиях. [c.82]

При заданной температуре правая часть уравнения является постоянной величиной, так как критическое напряжение достигается при постоянной обратимой деформации. Тогда кр. з= onst, или Ткр = 1/7Й . Из теории эластической деформации известно, что модуль сдвига G = jMw, поэтому Ткр. определяется эластической составляющей деформации. Постоянство произведения Ткр.Мю для полиэтилена показано в работе Спенсера . Торделла также придает большое значение вязко-эластическим свойствам расплавов, причем, по его мнению, неравномерность течения связана с достижением критического соотношения между касательным и нормальным напряжением. [c.126]

В советской литературе все большее распространение получает термин ориентационная. вытяжка , ил.и, просто вытяжка . ПО Вышен-ный интерес к проблеме ориентационной вытяжки не является случайным, поскольку последняя имеет для полимеров такое же важное значение, как, например, изучение пластической деформации для металлов. Теория ориентационной вытяжки является важнейшей частью теории механических свойств твердых высокомолекулярных соединений. Без этого явления невозможно понять хрупкие и эластические свойства различных полимерных изделий, роль ориентации цепных молекул, ее. влияние на. механические свойства и Мнотое другое. [c.172]

Согласно существующим теориям несминаемости [6, 7] поперечные связи, возникающие при мокрой фиксации акриламидометилцеллюлозы в щелочной среде на второй стадии, способны повышать упруго-эластические свойства волокна в мокром состоянии и не изменяют угол релаксации модифь -цированной целлюлозы в сухом состоянии. Это не полностью согласуется с данными рис. 1 (кривые 4, 5, 6), которые показывают снижение упруго-эластических свойств модифицированной целлюлозы в сухом состоянии после второй стадии. [c.36]

В 1833 г. появилась адсорбционная теория Фарадея, созданная нм на основании его наблюдений над свойствами платины и сопоставления работ других исследователей. М. Фарадей установил, что платина в любой форме способна соединять водород с кислородом, при условии совершенной чистоты поверхности. Он считал, что в основе каталитических реакций лежат не электрические силы и не таинственная vis o ulta Берцелиуса, а природные свойства газовой упругости, связанные с проявлением сил притяжения, которыми обладают твердые вещества. Если поверхность чиста, т. е. нет загрязнений, уничтожающих силы притяжения, то газы на ней сгущаются. При этом часть молекул реагентов настолько сближается друг с другом, что возбуждается химическое сродство, уничтожаются эластические силы отталкивания и облегчается реакция. Полученные продукты реакции затем испаряются, освобождая поверхность, и процесс повторяется с другими молекулами. [c.91]

Первое слагаемое учитывает изменение диаметра изделия за счет перераспределения профиля скорости. Однако эта теория справедлива для моделей, свойства которых можно описать с помощью параллельно соединенных вязкостного и упругого-элементов (модель Кельвинского типа). Эта модель предполагает, что упругие деформации от сдвиговых напряжений полностью релаксируют и коэффициент эластического восстановления не зависит от времёни пребывания полимера в канале. Однако многочисленные эксперименталь- [c.78]

Это прежде всего касается высокоэластичности, присущей всем полимерным материалам, находящимся в вязкотекучем состоянии. В силу недостаточной математической разработки методов описания этой особенности поведения полимеров, существующие гидродинамические теории процессов переработки построены без учета этого свойства. Поэтому на всех тех стадиях переработки, при которых именно высокоэластические свойства полимерного материала определяют его поведение, имеющиеся теории бессильны что-либо предсказать. Это относится к методам расчета конфигураций профилирующих матриц для головок шпрнц-машнн, методам расчета эластического восста1 овления при [c.3]

Савкур [27] предполагает, что благодаря адгезионным связям и тангенциальной силе в тонком поверхностном слое возникают большие деформации, гораздо большие, чем в объеме. Гистерезисные свойства этого поверхностного слоя и определяют природу трения полимеров, в особенности эластических. Применяя далее одну из механических моделей полимера, автор получает теоретическую зависимость Р (у), имеющую максимум. В теории есть ряд необоснованных допущений, с нашей точки зрения. Так, не подтверждены предположения о пропорциональности площади фактического контакта логарифму времени и давлению. В результате условие максимума зависимости Р (и) не имеет физического смысла. Теория не объясняет температурной зависимости силы трения и экспериментальных результатов [15]. Предполагается также независимость площади фактического контакта от скорости скольжения (особенно в области максимума силы трения) и температуры. Иными словами, теория Савкура является достаточно грубой феноменологической теорией внешнего трения полимеров. [c.113]

Недавно, начиная с 1939 г. (причем первая статья появилась в 1941 г.), Джемс и Гут [14,15а, 18, 22 — 27] разработали исчерпывающую теорию, основанную на специальной модели реального каучука. Она дает количественное объяснение большинства эластических и термоэластических свойств и, повидимому, находится в удовлетворительном совпадении со всеми экспериментальными данными, имеющимися в распоряжении в настоящее время. [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология