Поведение стеклообразных полимеров при малых напряжениях

Поведение стеклообразных полимеров при малых напряжениях [c.158]

Прочность и релаксационные процессы в полимерах. Стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее состояние полимеров соответствуют различному деформационному или вязкоупругому поведению полимеров при малых напряжениях в определенных температурных областях. При больших напряжениях выявляются предельные свойства полимеров прочность, предел вынужденной эластичности, предел текучести и др. [c.76]

Даже при таких малых деформациях кажущийся модуль Юнга зависит от скорости деформирования. Это указывает, что Е неоднозначно определяется энергией упругого деформирования угловых связей в цепях, длиной связей и межмолеку-лярными расстояниями, но, кроме этого, характеризуется чувствительностью ко времени смещений атомов и небольших атомных групп. В следующей области деформации (1—5%) напряжение и деформация уже не пропорциональны друг другу. Здесь происходят структурные и конформационные перестройки, которые обратимы механически, но не термодинамически. В этом случае говорят о неупругом (вязкоупругом в узком смысле), или параупругом, поведении. За пределом вынужденной эластичности начинается сильная переориентация цепей и ламеллярных кристаллов, а сам процесс обычно носит название пластическое деформирование . Под чисто пластическим деформированием можно понимать переход от одного равновесного состояния к другому без внутренних напряжений. Последнее особенно важно в связи с тем, что следующая после предела вынужденной эластичности деформация связана главным образом с механически обратимыми неупругими конфор-мационными изменениями молекул, а не с их перемещением друг за другом. До тех пор пока не достигнуто состояние равновесия с помощью соответствующей термообработки, сильно вытянутые образцы могут в значительной степени возвращаться в исходное состояние после снятия напряжения. Исходя из содержания настоящей книги, основное внимание следует уделять не процессам, вызывающим или сопровождающим молекулярную переориентацию (которая в основном понимается как эффект упрочнения), а процессам повреждения, т. е. разрыва цепи, образования пустот и течения. Последние процессы постепенно нарастают в области деформаций сразу же за пределом вынужденной эластичности вплоть до окончательного разрушения. К числу процессов, вызывающих повреждения, следует также отнести явление вынужденной эластичности при растяжении или образование трещины серебра в стеклообразных полимерах, которые будут рассмотрены в гл. 9. [c.38]

Для эластомера такая картина наблюдается при малой частоте действия силы, т. е. большом периоде ее действия. Для твердого стеклообразного полимера напряжение и деформация также совпадают по фазе, но причина здесь другая. Поведение такого полимера подчиняется закону Гука, т. е. упругие деформации очень малы и развиваются практически мгновенно. Поэтому твердые полимеры не деформируются на заметные величины, так как модуль их велик по сравнению с модулем полимера в высокоэластическо.м состоянии. В обоих случаях гистерезисные потери малы, но эластомер деформируется под действием приложенного циклического напряжения и, следовательно, может работать в таких условиях эксплуатации, когда требуется амортизировать развивающиеся деформации (например, качение автомобильной шины). В жестком пластике напряжения могут быстро достичь критических значений и материал разрушится без видимой деформации. Если период действия силы близок по величине к времени релаксации системы, то совпадение по фазам напряжения и деформации отсутствует. Высокоэластическая деформация будет возникать в этих условиях после того, как напряжение достигнет какого-либо значения, так как в начале действия силы в образце проявится только упр тая гуков-ская деформация, а высокоэластическая составляющая разовьется позднее. [c.103]

Полимер.чые стекля линейного или редкосетчатого строения могут сохранять способность и к весьма значительным дефор . мациям, происходящим в результате изменения формы гибких макромолекул или их отрезков, заключенных между поперечными связями, т. е. могут быть и высокоэластичными. Однак переход макромолекул стеклообразного полимера из одной конформации в другую является вынужденным, так как он возможен только под действием больших напряжений (выну ж-денноэластическая деформация). Скорость смены конформаций стеклообразных полимеров чрезвычайно мала, а потому релаксационные явления выражены особенно резко. Для выявления высокоэластических обратимых деформаций стеклообразного полимера необходимо нагружать его очень медленно. С увеличением скорости нагружения поведение застеклованного полимера все больще приближается к поведению хрупкого тела. [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология