Механизм возникновения внутренних напряжений

Несколько обособленным направлением, объединившим работы В. А. Каргина по механическим свойствам полимеров и по электрохимии, явилось изучение защиты металлических поверхностей, покрытых полимерными пленками, от коррозии. Проведенное им совместно с 3. Я. Берест-невой и М. И. Карякиной исследование привело к оригинальному результату оказалось, что защитное действие полимерных покрытий обусловлено изменением термодинамических условий образования новой фазы па поверхности металла при замене контакта с воздухом или агрессивной средой на контакт с пленкой полимера. Особое значение поэтому имеет работа отрыва пленки от металла, а не проницаемость пленки. Из этого вытекает, что внутренние напряжения в защитной пленке, возникновение и развитие которых, было специально изучено в процессе формования лаковых покрытий В. А. Каргиным, Т. И. Соголовой и М. И. Карякиной, способствуя отрыву покрытия от металла, снижают защитную способность пленки. Эти исследования привели к раскрытию нескольких механизмов возникновения внутренних напряжений в лакокрасочных покрытиях и к разработке новых методов измерения внутренних напряжений в полимерных покрытиях и новых методов исследования коррозии. [c.12]

На каждой стадии формирования покрытия/ величина напряжений определяется усадкой покрытия, его упругими свойствами и релаксационными процессами, которые приводят к уменьшению или полному снятию внутренних напряжений. Поэтому, изучив кинетику формирования упруго-релаксационных свойств полимерных пленок и усадочные явления в них, можно рассчитать внутренние напряжения, которые возникнут в покрытии, получаемом на твердой подложке. Такой подход к изучению механизма возникновения внутренних напряжений в полимерных покрытиях был описан для пленок желатины [3]. [c.20]

Существующие модели основаны на упрощенных феноменологических подходах, учитывающих тот или иной лидирующий механизм возникновения внутренних напряжений. Напомним, что в линейно-упругом материале текущие значения напряже- [c.82]

В связи с этим повышение долговечности полимеров неразрывно связано с изучением специфических особенностей структурных превращений при формировании покрытий и влияния их на свойства материалов, выяснением механизма возникновения внутренних напряжений в полимерных студнях, созданием методов их измерения, разработкой физико-химических путей управления процессами структурообразования, определяющими величину и кинетику нарастания внутренних напряжений и эксплуатационные свойства покрытий. [c.10]

Несмотря на важность этой проблемы, ее большую научную и практическую значимость, систематических обобщений результатов исследований в этой области пока пет. В предлагаемой монографии впервые систематизированы и обобщены результаты оригинальных работ по выяснению механизма возникновения внутренних напряжений, установлению взаимосвязи между величиной внутренних напряжений н долговечностью покрытий, разработке физико-химических методов понижения внутренних напряжений. [c.5]

В гл. 2 рассмотрен механизм возникновения внутренних напряжений и методы их измерения, а также основные физико-химические и технологические факторы, определяющие кинетику нарастания и релаксации внутренних напряжений при получении и эксплуатации покрытий. Описаны оригинальные оптические методы измерения внутренних напряжений и адгезии полимерных покрытий из различных классов пленкообразующих, разработанные в ИФХ АН СССР. [c.6]

Механизм возникновения внутренних напряжений [c.36]

В ряду N1, Со, Ре, Сг, Мо, Р1 наблюдается уменьшение растворимости водорода 1154]. В этом же ряду снижаются и внутренние напряжения в электролитических осадках. По-видимому, в возникновении внутренних напряжений играет определенную роль процесс выделения водорода. Механизм влияния водорода на внутренние напряжения может быть различным 1) торможение разряда ионов металла вследствие адсорбции водорода 2) снижение [c.115]

Важно отметить, что понижение внутренних напряжений наблюдается при любом способе создания тиксотропной структуры. Установленная закономерность имеет фундаментальное значение для физикохимии и технологии полимеров. Она опровергает общепринятое представление о том, что повыщение взаимодействия между структурными элементами должно приводить только к нарастанию внутренних напряжений и свидетельствует о необходимости создания принципиально новых представлений о механизме возникновения внутренних напряжений и физикохимических путях их понижения. [c.134]

Изучение механизмов отверждения, возникновения внутренних напряжений, самопроизвольного разрушения покрытий позволило разработать рецептуры покрытий с оптимальными режимами отверждения. Такие покрытия имеют малые внутренние напряжения, высокую устойчивость к циклическим тепловым нагр узкам и обладают высокой долговечностью. [c.6]

В первой части главы рассмотрен механизм возникновения внутренних усадочных напряжений в покрытиях, получаемых из растворов полимеров и олигомеров, а во второй — изложены закономерности возникновения и изменения внутренних термических напряжений в отвержденных покрытиях. [c.7]

Между покрытием и поверхностью покрываемого изделия (подложкой) возникает адгезия. Полимерное покрытие, нанесенное на жесткую подложку и имеющее к ней достаточную адгезию, не может свободно сокращаться при испарении растворителя и поэтому оказывается растянутым против равновесного состояния. В покрытии возникают внутренние напряжения. Таким образом, процесс возникновения внутренних напряжений в полимерных покрытиях является одним из важных факторов, определяющих механизм их формирования. [c.6]

Таким образом, механизм сводообразования имеет прочную физическую основу — перемещение частиц. Причем для образования статического свода достаточны перемещения частиц свыше 1—3 мкм. Так как объемная усадка слоя и протекающие в нем релаксационные процессы связаны с перераспределением внутренних напряжений и с перемещениями, то можно полагать, что в слоях катализатора возникают своды статического и динамического равновесия. Возникновение и существование последних при истечении из отверстий — доли секунды. Крупномасштабные своды возникают в сравнительно высоких слоях, а мелкомасштабные — как в высоких, так и в низких. Наличие как тех, так и других оказывает неблагоприятное влияние на структуру слоя, изменяя пористость в его объеме. Внутренние устройства в слоях (перегородки, насадки и т. п.) препятствуют образованию крупномасштабных сводов и существенно уменьшают ограждающее влияние стенок. Возникновению мелкомасштабных сводов способствуют способы загрузки, дающие рыхлую упаковку слоя. Способы загрузки, дающие более плотную упаковку частиц, снижают возможность их перемещений, а следовательно, исключают образование мелкомасштабных сводов или уменьшают их размеры. [c.41]

Идеально количественные методы измерения должны учитывать природу, величину и распределение напряжений в образце, однако на практике это оказывается трудно осуществимым. В некоторых случаях при использовании физических методов определяются средние значения и получают качественную характеристику природы и распределения внутренних напряжений. Исследования зависимости физических свойств от внутренних напряжений во многих случаях дают возможность установить количественные соотношения между рассматриваемыми характеристиками и внутренними напряжениями с учетом физической сущности механизма их возникновения. Эти исследования имеют большое практическое значение, так как часто не столь важно знание точной величины или распределения изменяющихся напряжений, как их возможное влияние на поведение материала в процессе формирования и эксплуатации, а также установление корреляции между свойствами материала, на которые влияют внутренние напряжения, и долговечностью. Важным аспектом таких исследований является изучение концентрации напряжений в зависимости от различных физико-химических факторов. Для исследования внутренних напряжений наиболее широкое применение нашли методы измерения оптических, магнитных свойств и электрического сопротивления, а также методы рентгеноструктурного анализа. [c.55]

Особого внимания заслуживает исследование механизма возникновения и развития внутренних напряжений в теле кокса, характеризующих состояние структуры, ее однородность и определяющих способность противостоять разрушению в условиях высоких температур и агрессивной газовой среды. [c.57]

Приведенные данные позволяют предположить возможный механизм возникновения низких внутренних напряжений. Покрытия никеля, содержаш,ие серу, имеют слоистую структуру. В слоях, возможно, содержатся адсорбированные ионы Н50 , молекулы 50а и N1 (ОН)а. Включение элементарной серы в осадки никеля, по-видимому, происходит по электрохимической реакции. Низкие значения а объясняются образованием по границам зерен сульфидов иикеля, окислов никеля и сернистого никеля, увеличивающих объем осадка. Из данных измерения электрической проводимости следует, что основное количество серы располагается по границам зерен. Осадки никеля, полученные из электролитов с 50д , имеют пониженные а , б и увеличенные р и НУ. [c.94]

Механизм действия полимерных аппретирующих веществ может быть объяснен следующим образом. Процессы образования клеевой прослойки путем нанесения на склеиваемые поверхности раствора клеящего вещества или путем отверждения клея между склеиваемыми поверхностями сопровождаются возникновением в полимере внутренних напряжений, которые могут быть столь велики, что приводят к самопроизвольному отслаиванию клеящей пленки от поверхности. Следовательно, чем ниже внутренние напряжения, тем прочнее адгезионная связь между склеиваемыми поверхностями. Действие полимерных аппретов, в качестве которых применяют главным образом эластомеры, сводится к тому, что они образуют высокоэластичную прослойку между твердой поверхностью стеклянного волокна и отвержденным связующим [491, 494]. Внутренние напряжения, которые возникают на границе раздела фаз в результате усадки связующего при отверждении, таким образом, частично релаксируют [495]. При исследовании влияния наполнителей на адгезию полиуретанов было установлено, что существует оптимальная концентрация наполнителя, обеспечивающая максимальную адгезию [495]. [c.258]

Для развития представлений о механизме твердения минеральных вяжущих веществ огромное значение имеет вопрос о связи между величиной пересыщения, создающегося при растворении вяжущего вещества, и прочностью возникающей кристаллизационной структуры — искусственного камня. Казалось бы, что прочность структуры твердения как и всякой дисперсной структуры должна быть тем больше, чем больше в ней число контактов, т. е. чем выше то пересыщение, при котором происходит возникновение и развитие структуры. Однако с ростом пересыщения увеличивается и кристаллизационное давление, а следовательно, и внутренние напряжения, сопровождающие формирование структуры твердения. Поэтому с увеличением пересыщения прочность структуры твердения будет возрастать вследствие увеличения числа контактов срастания и уменьшаться в связи с ростом внутренних напряжений. Это означает, что при прочих равных условиях должно существовать оптимальное пересыщение, при котором будет достигаться максимальная прочность структуры твердения. [c.352]

Под действием сил от поршней, кривошипно-шатунного механизма в силовых элементах блока (бугелях, подвесках, вертикальных стойках и листах) создаются высокие механические напряжения нарушение режимов сварки элементов блока и термообработки его при изготовлении приводит к возникновению внутренних (остаточных) напряжений. Эти напряжения являются причиной деформации элементов блока, приводящей к ступенчатости постелей коленчатого вала, и причиной образования трещин в сварных швах бугелей и вертикальных и горизонтальных листах. [c.65]

Необходимо отметить, что осуществляемые в результате возникновения внутренних напряжений повороты пачек на определенные углы могут быть причиной образования геометрически правильных структур в аморфных полимерах. Это имеет место для изученного нами сополимера на основе метилметакрилата и метакриловой кислоты. В случае этого сополимера мы наблюдаем образование геометрически правильных многогранников за счет поворотов молекулярных пачек. Можно думать, что указанный механизм [c.121]

Сопоставление специфики изменения внутренних напряжений, модуля упругости, прочностных и деформационных свойств пленок на различных стадиях отверждения со скоростью удаления жидкой фазы или использования функциональных групп в процессе полимеризации позволяет придти к выводу, что процесс формирования покрытий сопровождается возникновением локальных связей между наиболее активными группами макромолекул и имеет много общего с механизмом студнеобразования. [c.6]

Механизм действия полимерных аппретирующих веществ может быть объяснен следующим образом. Процессы образования клеевой прослойки путем нанесения на склеиваемые поверхности раствора клеящего вещества или путем отверждения клея между склеиваемыми поверхностями сопровождаются возникновением в полимере внутренних напряжений, которые могут быть столь велики, что приводят к самопроизвольному отслаиванию клеящей пленки от поверхности. Следовательно, чем ниже внутренние напряжения, тем прочнее адгезионное соединение склеиваемых поверхностей. [c.84]

В книге описаны механизм возникновения, методы расчета и способы снижения внутренних напряжений при создании полимерных покрытий различного назначения. [c.2]

Роль внутренних напряжений в формировании структуры и свойств материалов известна давно, однако исследованию влияния внутренних напряжений на долговечность покрытий не уделялось должного внимания из-за неясности механизма их возникновения, отсутствия надежных методов и приборов для их измерения, а также ограниченного числа исследований, направленных на выяснение закономерностей, определяющих влияние внутренних напряжений на долговечность покрытий при различных условиях их эксплуатации. [c.5]

В настоящей статье предложен механизм возникновения структурной ориентации в ПАН волОкне при осаждении, по которому причиной ориентации являются внутренние напряжения, а направление ориентации структурных элементов перпендикулярно радиусу волокна. [c.154]

Следует заметить, что дополнительные внутренние напряжения в волокне могут возникать и вследствие продолжения процесса кристаллизации, если он не успел завершиться в ходе ориентационной вытяжки. В результате механизм возникновения и спада (релаксация) внутренних напряжений в волокне оказывается достаточно сложным и не может быть пока описан математически с необходимой строгостью. [c.226]

При увеличении глубины пропитки бумаги латексом уменьшается скорость протекания релаксационных процессав, способствуя нарастанию внутренних напряжений. Эти данные хорошо согласуются с представлениями Лыкова [43] о механизме возникновения внутренних напряжений в коллоидных капиллярно-пористых материалах в процессе сушки, согласно которым величина внутренних напряжений пропорциональна градиенту влагосодержания между центральными и поверхностными слоями материалов. Увеличение глубины пропитки латексом способствует неравномерному распределению влаги в процессе сушки и увеличению градиента влагосодержания. Структура подложки оказывает существенное влияние на структуру латексных покрытий. На рис. 1.20 при- [c.36]

Для всех покрытий в высокоагрессивных средах важную роль играет изолирующий механизм, т.е. покрытие должно предотвратить непосредственный контакт среды и подложки. Эту проблему можно решить двумя путями увеличить толщину мономерного покрытия в рамках одного материала или использовать многослойные различные композиционные материалы типа сендвичного покрытия. Увеличение толщины монопокрытия приводит, как правило, к возникновению внутренних напряжений и нарушению их механической устойчивости. [c.226]

Теоретические представления о механизме возникновения в системе внутренних напряжений в результате взаимодействия на границе раздела полимер — наполнитель были разработаны Зубовым [329—331]. Наблюдалось сильное влияние типа подложки на величины внутренних напряжений [331—334]. Особый интерес представляет влияние наполнителей на адгезионные свойства покрытий [335, 336]. Исследование внутренних напряжений на границе со стеклом при формировании пленок полиэфирмалеината с разными наполнителями показало, что с увеличением содержания наполнителя в покрытии внутренние напряжения- и адгезия к подложке увеличиваются. Увеличение напряжений зависит от прочности связей между связующим и частицами наполнителя. С увеличением содержания активного наполнителя внутренние напряжения и адгезия возрастают. Снижение внутренних напряжений может быть достигнуто модификацией поверхности наполнителя поверхностноактивными веществами, способствующими/ул1еньшению прочности связи между частицами наполнителя и связующим. Существенно, что внутренние напряжения в клеевых соединениях во много раз больше, чем в покрытиях той же толщины [337]. Это связано с увеличением площади контакта связующего с подложкой (числа центров структурообразования). Внутренние напряжения в клеевых соединениях зависят, в свою очередь, от прочности связи между склеиваемыми поверхностями и клеем. [c.180]

Приведенные данные о влиянии пластической деформации на коррозионное растрескивание металлов позволяют сделать вывод о том, что пластические деформации существенно влияют на скорость и характер растрескивания, и механизм этого влияния в первую очередь связан с происходящим при деформировании изменением структуры металла и возникновением внутренних напряжений. Последнее, по-видимому, особенно существенно для твердых растворов и однородных структур, о чем свидетельствуют, например, данные Клятте [124]. [c.54]

Повышенное содержание в цементах зерен мелких фракций (менее 5 мкм) приводит к тому, что растворение и гидратация частиц происходит по так называемому сквозьрастворному механизму без возникновения вокруг них экранирующих оболочек. Высокая начальная скорость растворения, гидролиза и гидратации минералов способствует созданию высокого пересыщения жидкой фазы, приводящего к образованию многочисленных центров кристаллизации новообразований, появлению прочного кристаллического каркаса структуры, быстрому заполнению ячеек каркаса гелеобразными продуктами гидратации с уменьшением общей пористости цементного камня. Однако в более поздние (28 сут) сроки твердения цементы, состоящие из мелкодисперсных частиц, имеют обычно невысокие прочностные показатели, а периоды повышения прочности чередуются с ее резким уменьшением (сбросом). Сбросы прочности являются внешним проявлением внутренних напряжений, возникающих в структуре цементного камня. [c.352]

Ниже расоматривается возникновение критических напряжений для реализации механокрекинга только в самом общем элементарном упрощенном виде. В двух связанных межмоле-кулярными силами цепях твердого полимера на участке, на котором они взаимно ориентированы и строго параллельны, внутренние напряжения, возникающие при деформации под действием внешней силы, распределяются на химические главные валентные связи в цепях и на межмо-лекулярные связи между цепями. Механизм разрушения такой системы под действием внутренних напряжений (может произойти разрыв химической связи или проскальзывание с разрывам межмолекулярных связей) зависит от соотношения энергии химической главной валентной связи в основной цепи и суммы энергии межмолекулярных взаимодействий на данном участке контакта между цепями с учетом закономерностей изменения сил взаимодействия с расстоянием. [c.52]

Объяснение более высокой прочности вулканизатов с полисульфидными и солевыми связями возможностью их перегруппировки по обменному механизму в условиях растяжения, по мнению Тобольского и Лайонса [76], представляется маловероятным. Авторк [76] не обнаружили различий в релаксации напряжения вулканизатов с различным типом связей при нормальных температурных условиях и высказали предположение, что на прочность вулканизатов ока. зыва-ет влияние термолабильность поперечных связей, проявляющаяся на стадии вулканизации, когда температуры достигают 140—150°. Сшивание полимера приводит к возникновению напряжений в структуре вулканизата, и термостойкие углерод-углеродные связи могут фиксировать эти напряжения. Полисульфидные связи, как менее термостойкие, могут в условиях вулканизации возникать и разрушаться, что должно способствовать образованию сетки, более свободной от внутренних напряжений. Хотя Тобольский отрицает возможность перегруппировки слабых связей при комнатной температуре, приведенные ранее литературные данные свидетельствуют в пользу протекания этих процессов. По-видимому перегруппировка связей может происходить и при нагружении вулканизата, но в значительно меньшей степени, чем это имеет место в условиях вулканизации. [c.99]

С целью изучения влияния температуры и концентрации щелочи и степени распространенности щелочного растрескивания стали на нефтезаводах было обследовано около 600 аппаратов из углеродистых и низколегированных (типа 16ГС и 09Г2С) сталей, эксплуатируемых в щелочных средах [38]. Растрескиванию подвергались различные виды аппаратуры колонны, хранилища, отстойники, сепараторы, теплообменники, ребойлеры, смесители и т. д., в технологической среде которых (по температурным условиям и давлению) может присутствовать вода. Последнее очень важно, так как современные представления связывают механизм всякого коррозионного растрескивания, в том числе и щелочного растрескивания стали, с электрохимическим воздействием среды на напряженный металл [39]. Давление в обследованных аппаратах не оказывало заметного влияния разрушения наблюдались в аппаратах с давлением от 1 до 25 атм и более. Срок службы этих аппаратов до возникновения трещин варьировался от 6 месяцев до 15 лет. В подавляющем большинстве случаев образование трещин отмечалось или в самом сварном шве или в околошовной зоне, претерпевшей термическое влияние сварки. Таким образом, растрескивание в значительной мере обусловлено внутренними напряжениями в металле, возникающими в результате сварки. [c.84]

Таким образом, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что на границе раздела полимер - модифицированный наполнитель могут образовываться как химические, так и физические (в том числе водородные) связи, однако их роль в процессе усиления ококчательно не установлена. На основании представлений о роли адгезионных явлений в механизме усиления можно считать, что определяющим фактором является образование прочных связей независимо от их природы. Следовательно, проблема заключается не столько в природе, сколько в числе прочных связей, необходимых для достижения оптимальных свойств. При большом числе связей уменьшается подвижность макромолекул в граничном слое, повышаются внутренние напряжения, изменяется структура поверхностного слоя, что может приводить к возникновению дефектных облас гей, являющихся, по мнению Бикермана [153], центрами, на которых начинается разрушение адгезионных соединений. Прочность связи или ее энергетическая характеристика в существующих теориях усиления пока не рассматриваются. [c.85]

Особенность полимерных покрытий состоит в том, что они формируются в виде сравнительно тонких пленок на подложках с хорошей адгезией. Процесс формирования покрытий из ненасыщенных олигоэфиров, как и из других олигомерных систем, связан с адсорбционным взаимодействием пленкообразующего с подложкой и образованием ориентированных структурных элементов в пограничном слое до начала полимеризации [26]. Это приводит к торможению релаксационных процессов и к возникновению при формировании покрытий значительных внутренних напряжений, являющихся мерой незавершенности релаксационных процессов в системе. В связи с этим исследование кинетики нарастания и релаксации внут]эенних напряжений на различных этапах отверждения покрытий позволяет исследовать механизм их формирования, а сопоставление величины внутренних напряжений и кинетики их изменения с реологическими, физико-механическими и теплофизическими свойствами и характером структурных преврашений дает возможность разработать пути их регулирования. Для исследования внутренних напряжений в полимерных покрытиях широкое применение нашел поляризационно-оптический метод. Этот метод характеризуется высокой точностью, возможностью применения его для оценки зависимости внутренних напряжений в подложке на границе с пленкой (и в пленке на границе с подложкой) от различных физико-химических факторов строения олигомерного блока, природы функциональных групп, толщины пленки, концентрации раствора, вида подложки, условий нанесения и отверждения и других факторов. [c.128]

Предложен механизм возникновения структурной ориентации в полиакрилони-трильном волокне в процессе коагуляции. Под действием внутренних напряжений, возникающих при коагуляции струи прядильного раствора, структурные элементы в волокне ориентируются перпендикуляр но его радиусу. [c.325]

Все рассмотренные ранее видимые дефекты можно устранить, перекрасив поверхность. Однако в пленке есть и более опасные дефекты, которые невозможно определить визуально, так как они находятся внутри пленки. Эти дефекты воэаикают при формировании пленки. Вероятно, Вы не раз наблюдали, как глинистая почва в жаркую погоду обезвоживается и растрескивается, виде.ти и лакокрасочные покрытия, которые, растрескиваясь, образуют затейливые узоры или даже шелушатся. Причина этих явлений — наличие в пленках вяутренних напряжений. До недавнего времени внутренние напряжения в полимерных пленках измерять не умели, поэтому механизм их возникновения оставался неясным. Вместе с тем можно с уверенностью сказать, что более половины наблюдаемых разрушений лакокрасочных покрытий происходит под влиянием внутренних напряжений. [c.40]

Пластическая деформация, характерная для релаксационного механизма, приводит также к специфичному и присущему только полимерам явлению возникновения трещин серебра или крейзобразования. Внешне трещины серебра выглядят, как серебряная паутина на поверхности и в объеме прозрачного полимерного образца. При их значительной концентрации полимер теряет прозрачность. Трещины серебра обычно образуются при напряжениях, существенно меньших по сравнению с пределом текучести СТт, и при деформации порядка 1 % они могут также образовываться при хранении полимерного материала как результат внутренних напряжений. В отличие от обычных трещин трещины серебра представляют собой систему микропор, разделенных тяжами или перегородками, состоящими из микрофибрилл полимера, ориентированных в направлении вытяжки. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология