Релаксация напряжений в полиэтилене

Эта широко распространенная разновидность хрупкого разрушения возникает, когда деформация изделия не меняется в процессе эксплуатации. Поэтому разрущение развивается на фоне релаксации напряжения. Изучено оно сравнительно мало. Имеющиеся данные относятся в основном к полиэтилену [26, 46, 231]. [c.210]

Как уже отмечалось, пологий характер релаксационных кривых, присущий, например, полиэтилену, указывает на вероятность релаксационного разрушения. Высокий уровень остаточных напряжений связан с эффектом зацепления, наблюдаемым у линейных полимеров с большой молекулярной массой [196]. В их структуре возникают стерические барьеры, препятствующие относительному перемещению цепных молекул. Внешне механизм зацепления проявляется в резком снижении скорости ползучести или релаксации напряжения. На кривых появляется обширный плоский участок (зона плато), причем создается впечатление, что график приближается к некоторой асимптоте. В действительности зона [c.214]

Ненасыщенность, возникающая в полиэтилене под действием ионизирующего излучения, придает ему некоторые особенности, проявляющиеся в большей степени у ненасыщенных каучуков, главным образом при повышенных температурах. Например, при температурах 120° и выше в растянутых образцах обнаруживается заметная релаксация напряжения [36], которая, очевидно, обусловлена действием кислорода. В связи с этим возникает очень серьезная проблема, так как облученный полиэтилен применяется главным образом при повышенных температурах и растяжении. По-видимому, наполнение сажей может стабилизировать облученный полиэтилен [37, 38]. Имеются указания [39], что и другими средствами можно до некоторой степени преодолеть указанное затруднение. Вероятно, основной характерной особенностью при применении подобных средств является их эффективное антиокислительное действие, однако подробности до сих пор неизвестны. [c.126]

Высокая степень кристалличности сопровождается резким увеличением модуля материала и появлением хрупкости при малых степенях деформации. Так полиэтилен высокой плотности (получаемый ионной полимеризацией на стереоспецифических катализаторах), представляющий эту группу полимеров, трудно поддается холодной обработке. Его поведение напоминает поведение металлов. В этой связи интересно расположение кривых релаксации напряжения для аморфных и кристаллических полимеров. [c.116]

В работе была исследована релаксация напряжений (условных) в полиэтилене высокой плотности сравнительно небольшого молекулярного веса и частично окисленного. Полученные результаты могут послужить важным исходным материалом для изучения влияния влаги на релаксационные процессы при развитии усадочных напряжений в высыхающих материалах. Экспериментальные образцы полиэтиленовых пленок готовили методом вихревого напыления на фторопластовую подложку с последующим отделением. Т. подложки 250°. [c.161]

Рис. 1. Релаксация напряжений (а кг см ) в нагруженном полиэтилене при температурах

РЕЛАКСАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ Е ПОЛИЭТИЛЕНЕ [c.41]

Полиэтилен высокой плотности можно считать конструкционным материалом. Однако в ряде случаев его применение под нагрузкой затрудняется ползучестью, релаксацией напряжения н постепенным снижением прочности. [c.41]

Теперь обратимся к взаимосвязи вязкоупругих п усталостных (имеется б виду статическая усталость) явлений в полиэтилене. В полимерных материалах эти процессы в целом имеют общую физическую основу. Они сопровождаются химическим течением, т. е. постепенным разрушением главных валентных связей цепных макромолекул. Правда, интенсивность разрушения зависит от многих факторов и, в частности, от схемы нагружения. Например, при одинаковых начальных напряжениях в условиях ползучести разрушение структуры протекает быстрее, нежели в условиях релаксации напряжения. Однако в обоих случаях вязкоупругие явления сопровождаются механическим [c.45]

Релаксацию напряжения в полиэтилене исследуют при постоянной деформации. Однако это условие трудно выполнимо, поскольку большинство релаксометров дает некоторую погрешность, связанную с отклонением от основного ограничения. Тем не менее, точность этих приборов вполне достаточна для целей инженерной практики. [c.35]

РЕЛАКСАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОЛИЭТИЛЕНЕ [c.76]

Процессы снижения, ослабления и выравнивания внутренних напряжений в полиэтилене обычно относят к явлению релаксации. Выше мы уже ознакомились с выводами Максвелла, который ввел понятие релаксации напряжений. Его теория, базирующаяся на ранее высказанных взглядах Пуассона, первоначально была предложена для газов, а затем распространена на твердые тела, в частности на пластмассы. [c.76]

Релаксацию напряжения при любых начальных напряжениях для широкого класса термопластов, включая полиэтилен, наблюдал Мак-Леод [59]. Базируясь на линейной теории, он [c.81]

Для описания релаксации напряжения в пластмассах, в частности в полиэтилене, вполне пригодна гиперболическая зависимость (66). Продифференцируем обе ее части. Предварительно обозначив производную второго слагаемого правой части через ег, вычислим ее отдельно [c.84]

Следует кратко обсудить и другой эффект, связанный с температурой, так как он может легко привести к путанице относительно сопротивляемости растрескиванию полиэтиленов высокой плотности. Как мы уже отметили, растрескивание является результатом суммарного воздействия внешних и внутренних напряжений. Роль последних возрастает по мере увеличения плотности настолько, что быстро охлажденные полиэтилены высокой плотности могут обладать сопротивляемостью растрескиванию намного худшим, чем медленна охлажденные образцы просто потому, что у последних внутренние напряжения будут меньше. Это поведение обратно поведению, обычно присущему полиэтиленам низкой плотности. Причиной различия являются, вероятно, гораздо большие времена релаксации более линейных образцов. Сопротивляемость растрескиванию полиэтилена высокой плотности возрастает после отжига при повышенных температурах (ниже области плавления) образцов, отлитых обычным образом, так как при отжиге облегчается релаксация напряжений. При этом происходит, конечно, некоторое укрупнение кристаллической структуры точно так же, как и у полиэтиленов меньшей плотности, однако этот эффект в течение нескольких первых часов отжига перекрывается положительным эффектом от релаксации напряжений. Это повышение сопротивляемости растрескиванию стабильно, в отличие от полученного закалкой полимеров низкой плотности. Разумная тепловая обработка после литья может быть реальным способом повышения сопротивляемости растрескиванию полиэтиленов высокой плотности. Низкая скорость охлаждения, как уже отмечалось, существенно уменьшает время (до 2,5 ч — см. табл. 3), требуемое для разрушения образца при испытаниях на растрескивание. Это удобно для лабораторных испытаний, но в то же время вызывает ряд вопросов. Указывают ли результаты подобных испытаний на то, что изделия данного полиэтилена будут быстро раз- [c.345]

При повышении температуры стойкость к растрескиванию уменьшается до тех пер, пока не будет достигнута температура плавления наиболее низкоплавкой фракции. Выше этой точки влияние температуры неопределенно, так как на ее неблагоприятное действие накладывается противоположное влияние более быстрой релаксации напряжений и пластифицирующего действия расплавленных фракций. Максимально допустимые температуры испытания поэтому различны для разных полиэтиленов и могут быть в особых случаях даже ниже 50 С. [c.358]

Ниже описывается конструкция этого прибора, а также некоторые результаты исследования релаксации напряжений в полиэтилене низкого давления. [c.265]

Результаты исследования релаксации напряжения полиэтилена низкого давления. Были проведены исследования релаксации напряжения в полиэтилене НД (опытная партия НИИПП и ЭЗ). Исследования проводились при ПО—120°С. Изучались релаксационные кривые для полиэтилена НД нестабилизированного и с добавками 0,1% стабилизатора фенольного типа. Исследовалась также релаксация напряжения для образцов, предварительно подвергнутых старению на вальцах при 160 °С в течение различных промежутков времени 10, 20, 30 и 60 мин (образцы готовились в лаборатории старения НИИПП и ЭЗ). Для этих образцов изучались кривые релаксации напряжения, а также диаграммы растяжения, полученные на разрывной машине. [c.267]

Рис. 153. Релаксация напряжения в полиэтилене высокого давления при разных температурах

Между вязкоупругими п усталостными процессами существует определенная взаимосвязь [I], которая может быть исполь-зова на для (Перехода от одного механического состояния материала к другому. Наиболее просто подобная трансформация осуществляется с помощью да цых то релаксации напряжения. Однако это явление В полиэтилене изучено еще недостаточно. [c.41]

Указанный способ не обеспечивает совместной работы металлической трубы и полиэтиленового вкладыша. Релаксация замороженных внутренних напряжений в полиэтиленовой трубе при нормальной температуре эксплуатации происходит чрезвычайно медленно (при температуре 60 ° С период полной релаксации равен 2 годам), поэтому при колебаниях температуры между металлом и полиэтиленом образуется радиальный зазор 5, поскольку коэффициент термического расширения полиэтилена в 10 раз больше, чем стали. Величина этого зазора [c.221]

Рассмотрим релаксацию термоупругих напряжений в полиэтилене. Элемент конструкции обычно находится в строго определенном и, следовательно, стесненном положении. Его дефор- [c.86]

Эти результаты согласуются с интерпретацией а-релаксации в полиэтилене высокой плотности, данной Мак-Крамом и Моррисом, и приводят к довольно неожиданному заключению о том, что рассматриваемый релаксационный процесс по своему механизму аналогичен Р-процессу в полимере низкой плотности. Однако это не означает идентичности молекулярных процессов обоих релаксационных переходов. Вполне возможно, что для проявления -релаксации в полиэтилене высокой плотности необходима подвижность поверхностей складок (как предполагали Хоффман, Уильямс и Пассаглиа), в то время как для Р-релаксации в полиэтилене низкой плотности необходима подвижность цепей вблизи точек ветвления цепи. Поскольку анизотропия а-процесса в полиэтилене низкой плотности связана с ориентацией кристаллических областей, можно заключить, что цепи, принимающие участие в релаксации, проходят через эти области. Такие цепи могут образовывать межламелярные узлы, обеспечивающие распределение напряжений по всему объему полимера. [c.179]

Изучены механические свойства смесей полиэтилена высокой и низкой плотности, а также его смесей с полиизобутидр-ном 184 Установлено, что смешиваемость двух видов полиэтилена ограничена. Омесь, содержащая большое количество полиэтилена высокого давления, обладает значительной упругостью, что может быть причиной напряжения в готовых изделиях. Температура течения смеси зависит от ее состава Исследованы релаксация напряжений и ползучесть полиэтилена 1846-1955 хрупкость ПОЛИЭТИЛвНа раЗЛИЧНОЙ плотности 1956-19 внутреннее трение в полиэтилене 1862-1969 прочность при кратковременных и длительных нагрузках 1970-1978 механические [c.275]

Установлена деформационная зависимость релаксации напряжения в полиэтилене от различной степени кристаллизации деформация (е), достигаемая при данном (напряжении (а), тем ниже, чем выше степень кристалличности (С) при данном времени испытания. Модуль эластичности (Е) уменьшается по мере увеличения времени испытания, но это уменьшение очень мало зависит от степени кристалличности. Вместе с тем относительная временная зависимость напряжения не связана с величиной деформации при условии отсутствия холодного течения. Предполагают, что передача деформации и напряжения осуществляется через аморфные области полимера. Деформация полиэтилена хорошо коррелируется с теорией Муни—Ривлина, конечный результат которой выражается функцией [c.276]

Оптимальный молекулярный вес не обязательно должен Ьыгь очень высоким, поскольку сопротивление растрескиванию, с одной стороны, растет с увеличение.м молекулярного веса, а с другой — определяется способностью к релаксации напряжений, которая уменьшается с ростом молекулярного веса. Кроме того, индекс расплава сам по себе не может быть точны.м критерием оценки эксплуатационных качеств. Он не полностью отражает характер зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига для расплавленного полимера и поэтому не может дать правильного представления о текучести и способности к релаксации в условиях получения изделий. Один полиэтилен может быть значительно меиее вязок и менее эластичен при температурах и давлениях впрыска, чем другой, имеющий такой же индекс расплава (из первого будут получаться отливки с меньшими внутренними напряжениями). [c.369]

Ф и г. .38. Релаксация напряжения (при растяжении) в сильно разветвленном полиэтилене при различных температурах (Кацифф, Оффенбах [c.381]

Проведено прямое электронно-микроскопическое исследование структурных превращений, происходящих в процессе релаксации напряжения Механизм этих превращений зависит от химического строения полимера, исходной надмолекулярной структуры и температурных условий релаксации. Так, в полиэтилене при температурах выше 30° С наблюдаются значительные деформации в межсферолитном пространстве. При других температурах структурные изменения происходят и внутри сферолитов. В полихлортрифторэтилене и политетрафторэтилене обнаруживаются различные механизмы релаксации, связанные с относительным перемещением ламелей, а также со сдвигом и скручиванием лент. [c.311]

Реальные кривые падения напряжения в кристаллическом полиэтилене ниже его кристаллов приведены на рис. 139. Видно, что кривые эти очень пологк и существенно отличаются от кривых релаксации напряжения в аморфных полимерах, с которыми мы встречались в гл. И1 [П . [c.215]

Вероятная причина очевидного несоответствия результатов двух рассмотренных выше серий экспериментов связана с различиями в методах испытаний напряженных материалов на растрескивание под воздействием среды. Времена разрушения, наблюдавшиеся Мак-Федрксом и другими для концентрированных растворов, очень невелики. Кроме случаев, когда прикладываются совсем небольшие нагрузки, они меньше часа. И только в сильно разбавленных растворах разрушение протекает за более длительное время. Предполагают, что растворы Igepal высоких концентраций являются настолько активными реагентами для полиэтиленов среднего молекулярного веса, что в принятых условиях испытания трудно заметить разницу между ними. Как уже отмечалось, если испытания проводятся в слишком жестких условиях, различия в их результатах нивелируются . Считают, что оптимальные условия испытаний должны быть выбраны так, чтобы обеспечить разрушение полимера приблизительно за 100 ч. При меньших временах появляется множество осложняющих обстоятельств, при больших —слишком сильно влияет трудно учитываемая релаксация (крип). Интересно выяснить, будет ли в условиях испытаний при постоянной нагрузке проявляться различное действие растворов разной концентрации на стойкие к растрескиванию полиэтилены. [c.354]

В последних примерах, как и в ряде других, мы сталкиваемся с нелинейностью вязкоупругих свойств полиэтилена. Нелинейность при ползучести и релаксации связана с очень большими отклонениями от принципа суперпозиции Больцмана. Примером могут служить известные данные [33] по упругому последействию полиэтилена. Индикатором нелинейности вязко-упругих свойств может служить обычная диаграмма растяжения, полученная при постоянной скорости нагружения или деформации. В частности, Ван Хольдом было показано [33], что для материалов, нелинейные свойства которых описываются уравнением (58), диаграмма растяжения при постоянной скорости нагружения претерпевает резкое изменение наклона при деформации около 5%. Это свойственно полиэтилену, но при более высоких деформациях. Важным следствием нелинейности является невозможность вычисления релаксационного модуля путем дифференцирования зависимости напряжения от деформации при постоянной скорости деформации. Применительно к полиэтилену это было проверено Сэндифордом [33]. [c.85]