Деформационные свойства полимеро

Кроме деформационных свойств полимеров важными для технологии их получения и эксплуатации являются прочностные свойства. Кинетика процесса разрушения сшитых и несшитых эластомеров, а также процессы их Я-релаксации характеризуются одной и той же энергией активации. Это свидетельствует о том, что в эластомерах кинетику процессов разрушения определяют межмолекулярные, а не химические связи. [c.144]

Деформационные свойства полимеров. ...... [c.4]

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ [c.121]

Такую модель сшитого полимера, называемую моделью двух сеток, состоящих из химических и физических узлов, все чаще применяют для объяснения деформационных свойств полимеров в высокоэластическом состоянии. [c.223]

Вязкость характеризует деформационные свойства полимера не только в жидкотекучем, но и в высокоэластическом состоянии. Как было отмечено выше, процесс высокоэластической упругой деформации сопровождается действием сил вязкого сопротивления. С другой стороны, течение жидкого полимера, даже если оно начинается при сколь угодно малой величине напряжения, сопровождается накоплением в материале внутренних упругих напряжений, вызванных деформацией клубков под действием сил вязкого трения. В том и другом случае величина вязких напряжений в деформируемом материале, в соответствии с законом внутреннего трения Ньютона, пропорциональна скорости деформации. Соотношение между упругими и вязкими напряжениями в простейшем случае описывается в высокоэластичном состоянии уравнением деформации вязкоупругого твердого тела (тела Кельвина), а в состоянии вязкой жидкости — уравнением деформации вязкоупругой жидкости (тела Максвелла). [c.818]

Вместе с тем пачечная модель встретилась с рядом трудностей, связанных с объяснением явлений высоко-эластичности и вязкого течения полимеров. Так, например, известно, что статистические теории равновесной высокоэластичности и вязкого течения полимеров, основанные на модели индивидуальных статистических клубков со случайными зацеплениями, довольно хорошо согласуются с экспериментом, хотя в них учтены только молекулярные характеристики отдельной цепи или ее фрагментов. В соответствии с этими теориями равновесная упругая сила определяется при данной температуре величиной относительной деформации статистического клубка между зацеплениями (сшивками), а макроскопическая деформация однозначно связана со степенью растяжения гауссовой цепи. Протяженность плато высокоэластичности по температуре при данной величине деформирующей нагрузки точно так же, как и вязкость расплава для линейных полимеров, однозначно связана с молекулярной массой. Энергия активации вязкого течения во многих случаях соответствует диффузии отдельных сегментов в расплаве. В рамках исходной пачечной модели, которая, по существу, предполагает, что деформационные свойства полимера определяются кооперативным поведением ассоциата, а вклад теплового движения отдельных макромолекул и ее сегментов игнорируется, преодолеть указанные противоречия весьма затруднительно. [c.44]

Так как изменения характера надмолекулярной организации макромолекул, состава компонентов в полимерных композициях, температуры полимера в конечном счете приводят к изменению эффективности межмолекулярного взаимодействия, то понятно, что все эти факторы весьма чувствительно влияют на величину и характер динамического модуля упругости и скорости звука. Таким образом, динамический модуль и скорость звука позволяют получить информацию двух видов во-первых, сведения о важнейших механических (деформационных) свойствах полимеров и, во-вторых, о структуре, строении и состоянии полимера. Кроме того, эти параметры позволяют изучить релаксационные процессы, которые и обусловливают важнейший комплекс физико-механических свойств полимеров. [c.258]

Некоторая физическая общность прочностных и релаксационных свойств полимеров проявляется и в том, что соотношение, учитывающее временную зависимость прочности (формула Журкова), по форме совпадает с выражением для времени молекулярной релаксации, полученной и использованной для описания релаксационных (деформационных) свойств полимеров Александровым [4, 21] и Гуревичем [29] еще до создания термофлуктуационной теории прочности. Действительно, развивая предположение Александрова о том, что время [c.304]

Манин выдвинул гипотезу о том, что уменьшение подвижности и увеличение напряженности кинетических структурных элементов полимера, участвующих в диффузионном процессе, должно приводить к уменьшению скорости переноса низкомолекулярных веществ и к изменению параметров диффузионных процессов [10]. Поэтому при изучении деформационных свойств полимеров желательно иметь возможность, хотя бы косвенно, оценить изменение подвижности и напряженности кинетических элементов структуры полимера как в условиях сжатия, так и при растяжении. [c.61]

Деформация — это предшествующая механическому разрушению реакция образца полимера на воздействие внешней силы. Несмотря на первоочередность деформационных процессов во времени, изучение влияния жидкостей на механические свойства полимеров исторически начиналось с выявления закономерностей, отражающих изменение прочности и долговечности. Единство процессов и закономерностей деформирования и разрушения полимеров не только в жидкой, но и в газовой среде весьма спорно, поэтому в последние годы началось интенсивное самостоятельное изучение деформации полимеров различных классов в жидкостях. Пристальное внимание исследователей к деформационным свойствам полимеров обусловлено широким использованием механической вытяжки при переработке полимеров и необходимостью обеспечения деформационной долговечности элементов различных конструкций из полимерных материалов, работающих в контакте с жидкими средами. [c.162]

Качественное представление о характере изменения деформационных свойств полимеров различных типов в жидких средах можно получить из анализа деформационных кривых (рис. IV. 17). [c.162]

В заключение следует отметить, что развиваемый авторами подход к изучению деформации полимеров в жидкостях, основанный на количественной оценке поглощения среды, позволяет более глубоко понять причины различного изменения деформационных свойств полимеров разной структуры и находящихся в различных физических состояниях, так как количество поглощенной жидкости связано с особенностями структурных перестроек в полимере при растяжении и определяет эффективность действия жидкой среды. [c.173]

Уникальные деформационные свойства полимеров, обусловливающие возможность их широкого применения, определяются длиной и подвижностью макромолекул. Поэтому в гл. I кратко рассмотрены основные закономерности, связывающие молекулярную и надмолекулярную структуры полимера с его деформационными характеристиками. Приведен всесторонний анализ физической сущности релаксационных явлений и методам их количественного описания. Подробно рассмотрена природа высокоэластических деформаций. Особое внимание уделено введению основных понятий (таких, как упругая, высокоэластическая и пластическая деформация, скорость сдвига, релаксационный и динамический модули, обобщенный релаксационный спектр и т. п.). [c.9]

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ [c.21]

Деформационные свойства полимеров определяются длиной и подвижностью макромолекул. Высокоэластическая деформация связана с изменением конформации макромолекулы и проявляется только у полимеров, длина молекул которых превышает критическую величину. [c.44]

Деформационные свойства полимеров обусловлены строением их молекулярных цепей и связаны с различными молекулярными механизмами их взаимодействия. Так, для аморфных полимеров характерны, например, следующие виды деформаций. Во-первых, Гуковская упругость, обусловленная ограниченной подвижностью сегментов макромолекулярных цепей. Обычно считают, что этот вид деформации связан с растяжением валентных связей и углов, а потому величины деформации крайне малы, и материал ведет себя как стекло. Во-вторых, высокоэластичность (или каучукоподобная эластичность), обусловленная свободой перемещения сегментов благодаря гибкости цепи. Наличие флуктуационной сетки физических взаимодействий между цепными макромолекулами препятствует их перемещению в целом, т. е. процессу течения — скольжению макромолекул друг относительно друга, приводящему [c.89]

Кривая нагрузка — удлинение позволяет получить еще одну важную характеристику деформационных свойств полимеров. Площадь, ограниченная кривой нагружения и осью абсцисс, представляет собой работу, затраченную на деформирование полимера (рис. 46) [c.100]

Сборник посвящен вопросам, связанным со структурой полимеров, Доминирующее место в нем занимают работы, в которых исследуются кристаллизующиеся полимеры, поскольку эта группа веществ в настоящее время представляет наибольший практический и теоретический интерес, а изучение детальных особенностей их строения позволяет в широких пределах регулировать их свойства. Особенности надмолекулярной организации сильно влияют на деформационные свойства полимеров работы, в которых рассматриваются эти вопросы, также вошли в сборник. [c.368]

Деформационные свойства полимеров [c.42]

Сопоставление структуры полимера в свободных пленках, покрытиях и на поверхности разрушения клеевых соединений позволяет сделать вывод, что влияние модифицирующих слоев ПАВ на поверхности субстрата может проявиться не только в приповерхностных слоях. При этом может наблюдаться изменение структуры полимера в объеме. Последнее объясняется вытеснением части ПАВ с поверхности в полимер. Отмеченное выше влияние субстрата на полимер в конечном счете отражается на его механических свойствах. Выявить в чистом виде изменение конкретных прочностных или деформационных свойств полимера, находящегося в тонком слое, довольно трудно. Подчас не всегда следует стремиться к наиболее сильному взаимодействию на границе раздела фаз, поскольку это может привести к менее равномерному нагружению дискретных связей в системе и появлению перенапряжений, которые снижают прочность. Это обстоятельство является общим и принципиальным для надежной работы разных гетерогенных полимерных систем, в том числе клеевых соединений. Всегда существует некая оптимальная степень взаимодействия, которая в данных условиях обеспечивает оптимальные значения того или иного показателя [92, 98, 171 — 173]. [c.41]

Пластификация первого типа ( высокотемпературная пластификация) обусловливает сдвиг перехода из высокоэластического в вязкотекучее состояние в область более низких температур. Пластификаторами этого типа служат добавки, улучшающие условия переработки, и внутренние смазки. Облегчение переработки — единственное назначение этих добавок. Они не должны влиять на деформационные свойства полимера в температурном интервале его эксплуатации. [c.66]

Прочностные и деформационные свойства полимеров и материалов на их основе сильно чувствительны к температуре в большинстве случаев как раз в интервале рабочих температур машин и сооружений. [c.90]

Следовательно, кривая растяжения без указания температуры эксплуатации детали или конструкции и скоростей приложения внешней силы (или скорости деформирования) не может являться достаточной расчетной характеристикой прочностных и деформационных свойств полимеров и материалов па их основе. По кривой в координатах напряжение — деформация (кривая растяжения, в частности), полученной при максимальных и минимальных рабочих температурах и действительных скоростях приложения внешней силы (или скоростей деформирования), можно ответить только приблизительно на следующий вопрос является ли прп заданных условиях эксплуатации данный полимерный материал пригодным для конструкционных целей Если ответ будет положительным, потребуется собственно расчет на прочность. [c.92]

Следует отметить, что обычно при рассмотрении деформационных свойств полимеров обращается внимание только на а-процесс, связанный со стеклованием. Лишь при более детальном исследовании обнаруживаются другие релаксационные процессы (рис. 3.15—3.17). [c.94]

Два метода исследования и характеристики деформационных свойств полимеров в широком интервале температур, описанные в 236 и 238,—частотно-температурный метод (см. рис. 208), разработанный А. П. Александровым и Ю. С. Ла-зуркиным, и термомеханический метод (см. рис. 202), разработанный В. А. Каргиным и Т. И. Соголовой, — основаны на определении деформации полимера при заданной (периодически или постоянно) действующей внешней силе. В работах американских авторов (Тобольского, Ферри и их сотрудников) получил развитие другой путь, основанный на определении релаксации напряжения нри постоянной заданной деформации тоже для широкого интервала температур. Хотя эти величины, конечно, могут существенно различаться для разных промежутков времени от момента деформации, однако общий характер зависимости для дымного полимера изменяется не так сильно. Поэтому удовлетворяются ono- [c.582]

Несомненно, что высокоэластическая деформация зависит от способности макромолекул изгибаться, но, как было показано, даж-е в эластическом состоянии макромолекулы уложены в более или менее упорядоченные образования, следойательно, деформационные свойства полимера определяются не только поведением отдельных taкpoмoлeкyл, но и свойствами надмолекулярных образований, Пачки, состожцие из достаточно гибких цепей, сами могут изгибаться и деформироваться. [c.179]

Деформационные свойства полимеров в вязкотекучем состоянии, Деформационные свойства полимеров при течении называют реологическими (от греческого слова реа — течь). Реологические свойства характеризуются кривыми течении, прел-став.чяющими собой зависимость вязкости от скорости дсфор- [c.300]

Следует отметить, что эффекты, аналогичные аитипластифика-ции, связанные с аномальным влиянием. малых добавок на прочностные и деформационные свойства полимеров, наблюдались уже давно [131, 132]. Однако при больших концентрациях пластификаторов прочность и модуль упругости уменьшались с увеличением концентрай,ии пластификатора [131, 132]. В связи с этим сложилось представление о специфическом влиянии малых концентраций пластификатора. [c.159]

Релаксационные явления в полимерах. Как указывалось выше, особенности деформационных свойств полимеров, в том числе и аномалия вязкости, являются следствием релаксационного механизма деформации. Существенной особенностью полимеров является то, что релаксационные процессы перегруппировки цепных макромолекул и их агрегатов под действеим внешних сил протекают чрезвычайно медленно, не заканчиваясь иногда в течение многих суток. При действии внешних сил на простые жидкости величины сил межмолекулярного взаимодействия и размеры молекул таковы, что эти перегруппировки при комнатной температуре протекают очень быстро, за ничтожные доли секунды (10 —10 с). Очевидно, что чем выше вязкость при прочих равных условиях, тем медленней протекают релаксационные процессы. Естественно ожидать у полимеров, обладающих очень длинными молекулами и имеющими огромную вязкость, больших значений этого времени. Однако гибкость цепей полимера чрезвычайно усложняет релаксационные процессы. Гибкость макромолекул полимера означает некоторую свободу движения отдельных ее частей. Перемещение же этих участков, размеры которых могут быть весьма различны в разные моменты времени и в разных местах макромолекул, будет происходить с различной скоростью. Поэтому у полимеров наблюдается сложный ралексационный процесс, состоящий из множества одновременно идущих простых релаксационных процессов с весьма различными временами релаксации. Макромолекулы, кроме того, способны к образованию различных надмолекулярных структур и имеют различную молекулярную массу. Все эти образования обладают различной подвижностью и разным временем релаксации. Поэтому релаксационные процессы в полимерах могут быть описаны с помощью широкого набора времен релаксации, содержащего как очень малые, так и очень большие их значения, т. е. спектром времен релаксации. [c.21]

В ГОСТ 12020—72 рекомендуется использовать два метода определение изменения механических (прочностных и деформационных) свойств полимера и определение растрескивания полимера в нанряженно-деформирован-ном состоянии (РНС). Рассмотрению этих методов посвящено большое число работ [10—13]. [c.22]

Весьма перспективно применение метода суперпозиций (аналогий), основанного на том, что, например, повышение температуры эквивалентно увеличению времени действия более низкой температуры. Для полимеров установлены температурно-временная, напряженно-временн.ая, влаго-временная и другие видь суперпозиций [166, 167], которые можно применять к клеевым соединениям на полимерных клеях. При этом необходимо принимать во внимание различные ограничения, связанные как с недостаточной практической проверкой того или иного метода аналогий для реальных изделий, так И с тем, что отдельные характеристики исследуемого объекта и реального изделия различаются по напряженному состоянию, краевому эффекту, масштабу и т. п. Методы аналогий основаны на использовании факторов, (температуры, влаги и др.), ускоряющих релаксационные процессы или процессы разрушения. В первом случае речь идет о прогнозировании деформационных свойств (ползучести и т. п.), а во втором — о прогнозировании прочностных характеристик. В настоящее время более развито направление прогно,-зировани-я деформационных свойств полимеров. [c.124]

Частоту сетки отвержденного полимера, находящегося в высокоэластич. состоянии, рассчитывают по деформационным свойствам полимера или по степени его набухания в растворителе (см. Вулканизационная сетка). Степень О. часто характеризуют также содержанием фракции, экстрагируемой кипящим растворителем (золь-фракция). Иногда на глубоких стадиях О. содержание этой фракции очень мало и соизмеримо с ошибкой анализа. Присутствие в отверждающемся материале различных ингредиентов, особенно наполнителей, затрудняет количественную оценку степени О. [c.267]

Авторы рассмотрели связь между деформированием и разрушением полимеров. Ими установлено, что если при исследовании длительной прочности поли- меров ввести стадию периодической разгрузки образца с отжигом, то деформационные свойства полимера обратимо восстанавливаются, тогда как разрушение необратимо найапливается. Отсюда было сделано заключение, что процесс разрушения и деформирования в объеме полимера развивается параллельно. [c.81]

Методы аналогий применялись для прогнозирования вязкоупругих свойств полимеров [8, 10, 18, 19], причем теоретически они были обоснованы для материалов, находящихся в высокоэластическом состоянии. Однако затем было показано, что их можно применятк и для стеклообразного состояния. Методы аналогий дают обширную информацию о деформационных свойствах полимеров при различных режимах нагружения (ползучесть, релаксация напряжений и т. п.), отражающих реальные условия эксплуатации. В по- [c.264]

Недостаточность такого подхода начала сказываться довольно быстро. Еще в 1938 г. 3. А. Роговин и 3. Г. Иванова показали, что при введении в полимер малых добавок пластификатора наблюдается возрастание прочности и модуля упругости полимера. Аналогичные эффекты, связанные с аномальным влиянием малых добавок пластификатора на прочностные и деформационные свойства полимера, наблюдались в работахБыло показано, что прочность полимера при малых концентрациях пластификатора возрастает с ростом концентрации цластификатора, проходит через максимум и при больших концентрациях падает с увеличением содержания пластификатора в полимере. Такого рода эффекты наблюдались, например, в поливинилхлориде . [c.127]