Релаксационные свойства полимеров. Принцип суперпозиции

Релаксационные свойства полимеров. Принцип суперпозиции [c.89]

Особенности природы физических релаксационных процессов в полимерах обусловливают рассмотренную выше эквивалентность понижения температуры и уменьшения продолжительности наблюдения за протеканием релаксационных процессов. Это обстоятельство лежит в основе принципа температурно-временной суперпозиции, широко применяемого в настоящее время для описания релаксационных свойств полимеров. Суть его сводится к тому, что частотная (или временная) зависимость любой вязкоупругой функции, полученная при одной температуре, может смещением вдоль оси, 1д(1) (или 1дО быть отнесена к любой другой температуре, лежащей в температурной области, где развиваются физические релаксационные процессы. Величина, на которую следует производить смещение вдоль оси времен, ат постоянна для каждой тем- [c.318]

Падение напряжения в результате релаксации зависит не только от времени, но и от температуры. Выше подчеркивалась взаимная связь между влияниями каждого из этих параметров на релаксационные свойства полимеров, заключающаяся в том, что увеличение времени ( действия силы или снижение частоты со приложенной нагрузки эквивалентно уменьшению температуры Т. В этой эквивалентности и заключается суть принципа температурно-временной суперпозиции, впервые сформулированного А. П. Александровым и Ю. С. Лазуркииым пользуясь им, можно построить обобщенную кривую релаксации (обычно для 25°С), охватывая весьма широкий интервал значений со, в том числе таких, которые трудно или даже невозможно получить в лабораторных условиях. [c.394]

Обычно для изучения релаксационных свойств полимеров применяют принцип температурно-временной суперпозиции к результатам изотермических исследований при разных температурах и в разных временных интервалах воздействий. Это позволяет получить единую характеристику поведения полимерного материала и, в частности, определить спектр времен релаксации. [c.96]

Следовательно, увеличение времени действия силы на полимер эквивалентно повышению температуры испытания, и наоборот. Иными словами, один и тот же эффект при механическом воздействии на полимер может быть достигнут медленно действующей силой при низкой температуре или быстродействующей силой при высокой температуре. На этом основан так называемый принцип температурно-временной суперпозиции, связывающий математической зависимостью время действия силы на полимер с температурой. Для появления петли гистерезиса решающее значение имеет соотношение времени действия силы и времени перегруппировок структурных элементов макромолекул (сегментов). На это соотношение можно влиять как изменением времени действия силы, так и изменением температуры, так как релаксационные и гистерезисные явления обусловлены структурными перегруппировками макромолекул. Зависимость проявления релаксационных свойств и гистерезиса от времени действия силы имеет большое значение при работе полимерных изделий или испытании образцов в условиях действия циклических многократно повторяющихся деформаций. Большие гистерезисные потери в первом цикле деформации полимера быстро уменьшаются при проведении второго, третьего и т. д. циклов деформации (рис. 47), После первого цикла деформации структура полимера перестраивается и как бы приспосабливается к новым условиям (величина и время нагружения). Во втором цикле после разгрузки в первом цикле структура полимера не успевает вернуться в исходное состояние, и последующие циклы деформации проходят с уже ориентированным в направлении деформирования полимером, В результате площадь петли гистерезиса уменьшается и механические потери снижаются. Естественно, что такая перестройка характерна для данного вида циклической деформации и при его изменении вновь возрастут гистерезисные потери. [c.102]

Релаксационный спектр композиционных материалов отличается от суммарного спектра его компонентов, рассчитанного в соответствии с принципом суперпозиции. Причиной этого может быть упругое взаимодействие между элементами структуры. С другой стороны, в неоднородных материалах возникают дополнительные релаксационные процессы, обусловленные непосредственно пространственной флюктуацией их физических свойств. Примерами могут быть межзеренная тепловая релаксация и восходящая диффузия. Действительно, при колебаниях неоднородного образца возникает случайная составляющая объемной деформации с пространственным масштабом корреляции порядка размеров зерна. Это приводит к неоднородности поля температуры и химического потенциала и возникновению межзеренных тепловых и диффузионных потоков. Методы расчета диссипации энергии, связанной с межзеренной тепловой и диффузионной релаксацией, изложены в работах [31,37,44—47]. Учитывая, что интенсивность этих процессов в большинстве полимеров пренебрежимо мала, изложим ниже лишь методы расчета искажения релаксационного спектра, обусловленного взаимодействием между элементами неоднородностей. [c.335]

Универсальный характер зависимости разрушающего напряжения от времени действия силы и температуры дал основание для экспериментального исследования вопроса о применимости к описанию соответствующих зависимостей принципа температурно-временной суперпозиции (см. раздел 1 главы IV). Данные, полученные при изучении зависимости предела прочности при растяжении и удлинении при разрыве от скорости растяжения и температуры , не только подтвердили эту возможность, но даже обнаружили количественное совпадение между значениями коэффициентов приведения для прочностных и упруго-гистерезисных свойств. Это является лишним доказательством того, что зависимость прочности от времени обусловлена межмолекулярным взаимодействием и интенсивностью теплового движения звеньев макромолекул, т. е. теми же факторами, которыми определяется весь комплекс релаксационно-гистерезисных свойств полимера. [c.122]

Отсюда понятны попытки некоторых авторов использовать для описания релаксационных свойств полимеров нелинейные интегральные уравнения Вольтерра, содержащие лишь один интеграл. Такие попытки были предприняты, в частности, Лидерманом [19], Розовским [20]. Более общее соотношение было получено Персо [21]. Оно основано на нелинейном принципе суперпозиции, обобщающем принцип Больцмана — Вольтерра. [c.170]

Материал, вошедший в настоящую книгу, представляет собой большую часть докладов, представленных на Симпозиуме, специально посвященном многокомпонентным системам, который проводился в 1971 г. в рамках 159-го собрания Американского Химического общества. Ряд докладов, посвященных узко-прикладным вопросам, не вошли в перевод. Среди статей сборника выделяется ряд обзорных работ и исследований теоретического плана, в которых рассматриваются общие подходы к проблеме придания стойкости к ударным нагрузкам хрупким полимерам введением в них каучуков, применение принципа температурно временной суперпозиции релаксационных явлений в двухкомнонентных системах, механизмы армирования полимерами, оценка оптимальных размеров элементов структуры в некристаллизующихся блоксополимерах и т. д. Несомненный интерес представляют оригинальные исследования, посвященные изучению образования межфазных связей в композициях различных эластомеров, оценка размеров частиц субстрата в привитых сополимерах, изучение комплекса свойств сополимеров различных типов, сопоставление характеристик ряда привитых и блоксонолимеров. Весьма перспективны результаты технологического плана, содержащиеся в работах, посвященных созданию новых ударопрочных прозрачных композиций, разработке нового принципа стабилизации поливинилхлорида прививкой на него полибутадиена, развитию методов оптимального использования коротких волокон и неорганических соединений различного тина для модификации свойств полимерных композиций. [c.8]

Изложенные выше теоретические соображения приводят к следующим заключениям, на которых базируется рассмотрение поведения полимера в различных областях его релаксационного состояния. Наиболее простая и однозначно трактуемая характеристика свойств материала при различных режимах нагружения отвечает линейной области его механического поведения, когда деформации достаточно малы, чтобы соблюдалась пропорциональность между деформациями и напряжениями. В этой области значения вязко-упругих функций, характеризующих поведение материала, зависят от температуры и временного фактора / Т, 1). Поэтому области релаксационных состояний, для которых характерны те или иные значения функции /, т. е. жесткости или податливости полимера, разграничиваются как по Т, так и по 1. Аргументы Т ъ I для термореологически простых материалов взаимосвязаны принципом температурновременной аналогии. Это позволяет в огромном масштабе расширить временные диапазоны определения изотермических вязкоупругих функций на основании экспериментов, проводимых при различных температурах ( метод суперпозиции ) характеризовать весь комплекс вязкоупругих свойств материала с помощью двух фукнций — любой изотермической зависимости вязкоупругих свойств и температурной зависимости фактора приведения устанавливать взаимное соответствие между результатами термомеханических испытаний, проводимых в неизотермических условиях нагружения, и изотермическими вязкоупругими функциями. [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология