Области работоспособности полимерных материалов

Другой подход к описанию кривой, ограничивающей область работоспособности полимерного материала, заключается в применении принципа температурно-временной аналогии. При переходе от времени релаксации при данной температуре То к времени релаксации при другой температуре Т необходимо ввести коэффициент приведения ат, который определяется отношением этих времен. Тогда выражение (П.1) запишется в виде [c.47]

Кривая, ограничивающая область работоспособности полимерного материала, может быть описана рядом аналитических выражений. Потеря работоспособности вследствие размягчения полимерного тела при нагревании проявляется прежде всего в резком ускорении релаксационных процессов. В первом приближении можно считать, что релаксационное поведение полимерного материала подчиняется уравнению упруговязкого тела по Максвеллу [c.42]

Долговечность полимерных материалов, зависящая от их природы и физико-химических свойств среды, определяется сорбцией и диффузией среды, тепловыми флуктуациями и гетерогенными химическими реакциями. Наложение термофлуктуациопиых, адсорбционных и химических процессов и разница в скоростях нх протекания приводят к экспериментально наблюдаемому перегибу линий долговечности в агрессивных средах ио сравнению с испытаниями иа воздухе. Это обстоятельство требует осторожного отношения к ирименению различных эксиресс-методов и экстраполяции результатов, полученных ири таких форсированных испытаниях, особенно при высоких значениях напряжений, для прогнозирования длительной работоспособности материала, т. е. при небольших значениях механических напряжений. Как показывает анализ многочисленных экспериментальных исследовапий, полная и достоверная оценка практической пригодности и работоспособности напряженных конструкционных пластмасс в агрессивных средах может быть произведена при уровнях механических напряжений в диапазоне 20— 60 % от разрушающих. В этом диапазоне разрушение происходит за время, в течение которого наблюдают практическое насыщение материала жидкой средой и совместный эффект воздействия механического и химического факторов на кинетику разрушения. Экстраполяция этого участка общей кривой долговечности в область низких напряжений для прогнозирования длительного срока эксплуатации материала может привести к занижению времени и, следовательно, к повышению ресурса эксплуатации и надежности конструкции. Совместное решение двух экспоненциальных уравнений, описывающих долговечность в агрессивной среде и на воздухе, дает возможность определить напряжение, выше которого агрессивная среда не оказывает влияния иа характер разрушения материала. [c.43]

Рис. У.23. Кривые неизотермической релаксации напряжения (пунктир) и область работоспособности полимерного материала (полиарилат изофталевой кислоты и фенолфталеина).

Форма кривой, ограничивающей область работоспособности полимерного материала, существенно зависит от температурного интервала, в котором проводится эксперимент. Приступая к определе- [c.428]

Уравнение ( .80) описывает кривую, ограничивающую область работоспособности полимерного материала. Схематически эта кривая показана на рис. .26, там же даны все условные обозначения. Соответствие формы теоретической кривой (рис. .26) и экспериментальных (см. рис. .23 и .25) указывает на преобладание одного [c.430]

Кривая, ограничивающая область работоспособности полимерного материала, может быть описана рядом соотношений. Если при непрерывном переходе от одной температуры к другой в условиях сканирования учесть температурную зависимость времени релаксации напряжения в виде уравнения Александрова — Гуревича — Лазуркина и если параметры этого уравнения не меняются с ростом деформации и температуры, то уравнение кривой, ограничивающей область работоспособности, имеет вид [8—10] [c.71]

Для описания кривой, ограничивающей область работоспособности полимерного материала, выше было использовано обобщенное уравнение Максвелла, в котором нелинейность механического поведения учитывается введением температурной зависимости времени релаксации напряжения по Александрову —Гуревичу —Лазуркину. [c.72]

Определить область работоспособности полимерного материала по данным релаксации напряжения в неизотермических условиях при нескольких выбранных значениях начальной деформации ео. [c.75]

Было показано , что кривая, ограничивающая область работоспособности полимерного материала, может быть рассчитана теоретически. Это дает возможность по экспериментальной кривой находить коэффициенты р, о и ур в соотношении, описывающем [c.58]

Выше (см. стр. 6 ) было показано, что по экспериментальной кривой, ограничивающей область работоспособности полимерного материала, можно рассчитать параметры Мр, о (мольная энергия активации) и -ур (мольная структурная постоянная, имеющая размерность объема) в уравнении (24) температурной зависимости времени релаксации напряжения. Были вычислены параметры р, о и 7р для всех перечисленных выше полимеров. Результаты расчета представлены ниже [c.65]

Теплостойкость, найденная при некоторой температуре, определенной нагрузке и скорости ее воздействия также не является полной характеристикой и может применяться лишь для сравнительной оценки полимеров (к таким характеристикам относятся, например, теплостойкость по Мартенсу и по Вика). Чтобы полностью охарактеризовать теплостойкость аморфного стеклообразного полимера, необходимо найти зависимость температуры стеклования от нагрузки 1-3 или определить область работоспособности полимерного материала Если при этом рассчитаны параметры температурной зависимости времени релаксации напряжения [см. уравнение (24)], можно определить температуру стеклования полимера при любых режимах воздействия на него температуры и напряжений. [c.141]

Релаксационные свойства наполненного полиарилата изофталевой кислоты и фенолфталеина (Ф-1ф) "5 исследованы в широком интервале о температур 2. Определена область работоспособности исходного и наполненного полиарилатов (см. стр. 56), что позволило найти числовые значения параметров Мр, о и ур в уравнении (24) температурной зависимости времени релаксации напряжения для исходного и наполненного полимеров и исследовать изменение этих констант в широком интервале концентраций наполнителя. Можно проследить, как изменяются области работоспособности полимерного материала в за- [c.207]

В каждом режиме механического воздействия, при постоянной или переменной температуре, одна из причин будет главной, и именно она вызовет потерю работоспособности полимерного материала. За редким исключением каждый полимерный материал может быть поставлен в условия, при которых сначала наступает разрушение, и в условия, при которых сначала наступает размягчение. В определенной области температур и скоростей механического воздействия полимерный материал будет обнаруживать хрупкое разрушение (при малых предельных деформациях). Тогда работоспособность будет полностью определяться процессом разрушения. В другой области температур или при меньших скоростях воздействия разрушению будут предшествовать большие деформации. Материал размягчится раньше, чем разрушится. [c.374]

Таким образом, метод феноменологического анализа размерности позволяет выбрать параметры, характеризующие суммарное влияние физико-химических свойств среды на долговечность напряженного материала. Эти параметры долговечности могут быть использованы для практических целей прогнозирования работоспособности полимерных изделий в различных средах, в частном случае в области малых значений ст. [c.143]

Уравнение (11.9) описывает кривую, ограничивающую область работоспособности твердого полимерного материала. [c.73]

Таким образом, если от полимерного материала требуется сохранение работоспособности при высоких механических напряжениях, то даже в области низких температур следует отдать предпочтение теплостойким ароматическим полимерам. [c.201]

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]

Тем не менее широкая распространенность различных методов технических оценок прочностных свойств полимерных материалов, обусловленная их простотой и хорошей воспроизводимостью, позволяет установить некоторые характерные значения критических параметров, которые должны, однако, рассматриваться для технических приложений только как ориентировочные, относяш,иеся к средней области временной шкалы. При эксплуатации изделий вблизи разумных границ временной шкалы, т. е. при ударных и высокоскоростных нагрузках, или, напротив, при чрезвычайно длительном деформировании, длящемся годами, критические значения параметров, определяющих пределы работоспособности материала, могут в очень сильной степени отличаться от его технических характеристик, приводимых ниже. [c.251]

Таким образом, чтобы определить энергию активации процесса релаксации Ыр, о и структурно-чувствительный параметр ур. необходимо начинать эксперимент при температурах, лежаших внутри второй области стеклообразного состояния, когда протекает обычный релаксационный процесс. Если же требуется определить всю область работоспособности полимерного материала, эксперимент нужно начинать при возможно низких температурах. 1200 [c.62]

На рис. V.29 схематически показаны различные варианты взаимного расположения поверхностей прочности и деформативности в условиях ст = onst и Г = onst. Координатные плоскости соответствуют некоторым постоянным значениям ст, Г и Ig т. Из этих рисунков хорошо видно, что в зависимости от напряжения, температуры и параметров материала прежде наступает либо разрушение, либо размягчение. Линия пересечения поверхностей представляет собой линию хрупкости, так как она соответствует условиям, при которых наблюдается переход от размягчения материала к хрупкому разрушению. Область механической работоспособности полимерного материала определяется совокупностью внутренних частей обеих поверхностей и координатными плоскостями. [c.437]

Итак, чтобы составить более точное и объективное представление о возмож- оо ности технического применения данного полимерного материала, необходимо изучить его релаксационные свойства в широком интервале температур в изотермических или неизотермических условиях, т. е. определить область работоспособности этого материала. Уже определены области работоспособности более чем для пятидесяти различных полиарилатов и ароматических полиамидов Большинство из них будет описано в главе Теплостойкостьполиарилатов . Здесь будут кратко рассмотрены лишь результаты исследований зависимости релаксационных свойств полиарилатов от их химической структуры. Эти исследования проводят в основном в трех направлениях. [c.63]

По температурным зависимостям акр, которые ограничивают область напряжений и температур, где отсутствуют быстропроте-кающие релаксационные процессы, определяются области механической работоспособности в условиях изотермической релаксации напряжения определенной длительности. Зависимости для полибензоксазола и других теплостойких полимеров в сравнении с аналогичными данными для традиционных пластиков [15] свидетельствуют о том, что теплостойкие полимеры, обладающие широким интервалом температур стеклообразного состояния, способны выдерживать значительное время гораздо большие напряжения и при низких температурах. Поэтому если по конструктивным соображениям от полимерного материала требуется сохранение механической работоспособности при высоких напряжениях, то даже при низких температурах следует отдать предпочтение теп юстойким ароматическим полимерам. [c.193]

Из сказанного очевидно, что теплостойкость полиарилатов уже была описана во второй части книги, посвященной их релаксационным свойствам. В самом деле, рассматривая релаксацию напряжения в неизотермических условиях, можно определить области работоспособности твердых полимеров, в которых полимерный материал обладает упругими свойствами, т. е. сохраняет несущую епособность. Таким образом, область работоспособности представляет собой не что иное, как область напряжений и температур, в которой полимерный материал является теплостойким. [c.142]

Изложенные варианты оценки предельно допустимых длительностей нагружения при различных напряжениях и температурах, ограниченных требованиями прочности или деформационной долговечности, и определения области работоспособности полимера представляют собой отражение различных проявлений кинетической природы разрушения полимерных материалов, причем конкретные характеристики предельного состояния зависят от принятой схемы испытаний. Возможны также и другие режимы испытаний, различающиеся условиями нагружения, законом изменения температуры и принятыми требованиями к тому, что считать критическим (предельно допустимым) состоянием материала. Все получаемые при таких испытаниях параметры материала обладают внутренней общностью, так как обусловлены общим термофлуктуационным механизмом деформирования и разрушения. Однако количественные соотношения между предельными параметрами устанавливаются только для простейших моде-50 юо°с лей поведения материала. Более детальные и точные связи между результатами оценки ис. VI.19. Область предельных свойств полимера, получаемыми работоспособности при различных методах его испытания, тре- руадГи 1ературе Установления уточненной (и усложнен- [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология