Ориентационное упрочнение

Большой интерес представляет работа Лазуркина [93], который при.ходит к выводу об общности механизма холодной вытяжки аморфных и кристаллических полимеров. Автором найдены условия, при которых процесс вытяжки может быть осуществлен с образованием шейки или без него, н сделано предположение о том, что механизм вытяжки связан с влиянием напряжений на скорость перестройки структуры. Под влиянием напряжений процесс перестройки не только ускоряется, но и приобретает определенное направление в сторону образования кристаллитов, устойчивых при данном напряжении. Лазуркин высказал также подтверждаемое опытом предположение о наличии ориентационного упрочнения в зоне шейки, обусловливающего стабилизацию шейки и локализацию процесса деформации в переходных частях образца. Одновременно он подчеркивает роль ориентационного упрочнения и наличия аморфной фазы при вытяжке кристаллических полимеров. [c.81]

Данный расчет позволяет учесть нелинейные эффекты, связанные с неаддитивным сложением сил. Проведенный анализ соответствует малым напряжениям. При больших напряжениях, но при 8<1 (в области вынужденно-эластической деформации) необходимо учесть при преобразовании исходной системы уравнений (5.1), (5.2), (5.7) — (5.10) члены, пропорциональные е , что соответственно расширит спектр времен релаксации до 10 (времена релаксации будут зависеть от е) и в статических условиях даст f t- oo)=As.—Ве . Чтобы описать область ориентационного упрочнения полимеров (чему соответствуют еще большие деформации, но при этом остается е<1), необходимо учесть в исходных уравнениях члены, пропорциональные что приведет к соответствующему перегибу кривой ст=/(е) и дальнейшему росту напряжения а при увеличении е. Число времен релаксации соответственно возрастет до 14. [c.164]

В практике получения изделий из пластмасс рассмотренный эффект ориентационного упрочнения широко используется при производстве волокон, пленок и погонажных изделий. [c.90]

При формовании волокон из целлюлозы и ее эфиров ориентационная вытяжка заканчивается непосредственно на прядильной машине до удаления остатков растворителя. Именно поэтому эффект ориентационного упрочнения целлюлозных волокон имело бы смысл рассмотреть непосредственно в связи с процессами формования и структурообразования при застудневании жид- [c.282]

Образование и развитие шейки сопровождаются вытяжкой, вызывающей ориентационное упрочнение материала. Известно, что ориентационное упрочнение (в частности, значения модуля и предела вынужденной эластичности) с ростом вытяжки увеличивается. Как только степень вытяжки окажется достаточной для увеличения предела вынужденной эластичности, развитие вынужденной эластической деформации в этой части образца прекратится. В то же время на краях шейки, там, где сечение уже ослаблено, а вытяжка еще мала, вынужденно-эластическая деформация будет продолжаться поэтому образец растягивается при практически неизменном напряжении, так как на этом этапе происходит автоматическое выравнивание его сечення. [c.28]

Известно, что эффект ориентационного упрочнения связан с уменьшением структурно-чувствительного коэффициента у в формуле Журкова. Оказалось [5.52, 5.53], что у = уо/ , где — кратность вытяжки образца, а уо не зависит от условий вытяжки. На основании этих представлений получена приближенная формула [c.136]

Поведение слабосшитых полимеров (например, резин в стеклообразном состоянии) при деформировании не отличается от такового для линейных полимеров они способны к проявлению вынужденно-эластической деформации, образованию шейки и ориентационному упрочнению. Закономерности протекания всех этих явлений (зависимость их от температуры и скорости деформирования) такие же, как и для всех твердых стеклообразных полимерных материалов [7, 9]. [c.228]

М. с. применяется для улучшения качества волокон (напр., при ориентационном упрочнении, реализуемом вытяжкой в отсутствие или в присутствии зародышеобразователей), для борьбы с самопроизвольным растрескиванием твердых полимеров, для повышения ударной прочности пластмасс, для регулирования структуры полимеров в процессах изготовления изделий (напр., при экструзии, прессовании, образовании полимерных покрытий), для стабилизации их физич. структуры. [c.132]

Возможность развития больших обратимых деформаций при переходе в Ш. обусловлена резким возрастанием сегментальной подвижности макромолекул или вероятности относительного перемещения элементов надмолекулярной структуры полимера под действием механич. напряжений. В результате полимер переходит из неориентированного в ориентированное состояние, а вызванное этим ориентационное упрочнение и возрастание внутреннего трения стабилизирует образовавшуюся Ш. Переход в Ш. сопровождается структурными превращениями, к-рые состоят в преобразовании и распаде структурных элементов на различных уровнях надмолекулярной организации и могут быть очень глубокими, в предельном случае — вплоть до плавления кристаллитов. [c.444]

Образование Ш. происходит при ориентационном упрочнении волокон, пленок и др. [c.444]

В случае высокой скорости ориентационного упрочнения полимеру можно придать свойство высокого сопротивления ударным нагрузкам. [c.480]

Для всех твердых полимеров характерно явление ориентационного упрочнения предварительно растянутый материал обладает в направлении ориентации значительно более высокой механической прочностью и более широким интервалом вынужденной эластичности ло сравнению с неориентированными образцами. Предварительная вытяжка широко применяется на практике для получения высокопрочных волокон, [c.242]

Очевидно, что образовавшийся ансамбль полимерных фибрилл с диаметром 3—60 им [47, 70] имеет весьма высокоразвитую поверхность и оказывается термодинамически неустойчивым. Так как деформация полимера приводит к непрерывному росту длины фибрилл, то они, в свою очередь, как это следует из рассмотрения модели, начинают слипаться (коагулировать) друг с другом боковыми поверхностями, что макроскопически проявляется в появлении в образце шейки (рис. 1.5,6). Поскольку в этом случае происходит коагуляция, а не коалесценция фибрилл, шейка полимера имеет фибриллярную структуру. Дальнейшая вытяжка, согласно предложенному механизму, реализуется путем перемещения переходного слоя через весь образец до полного его превращения в шейку вследствие эффекта ориентационного упрочнения материала. [c.19]

Полиэтилентерефталат. Как уже отмечалось, природа полимера также влияет на его деформацию в ААС. Рассмотрим влияние скорости растяжения на деформацию полиэтилентерефталата в ААС (деканоле) при комнатной температуре (рис. 5.15). В то время как при малых скоростях деформации кривые растяжения полимера имеют обычный вид (прямолинейный начальный участок, предел вынужденной эластичности и область плато), при высоких скоростях деформации их характер существенно изменяется. Хорошо видно, что после спада напряжения на кривых растяжения появляется участок с меньшим наклоном (при высоких скоростях растяжения — практически горизонтальным), а затем еще один спад напряжения, после чего происходит ориентационное упрочнение материала [215]. [c.128]

Волокна нз ароматических полиамидов, сформованные из растворов в амидно-солевых растворителях или в серной кислоте, так же тщательно, как и пленки, промывают водой для удаления следов растворителей и солей, содержание которых в волокне недопустимо из-за снижения прочности при последующих термообработках и уменьшения термостабильности в процессе эксплуатации изделий на основе этих волокон. Промывка термостойких нитей может произвол диться непрерывно на роликах при большой длине пути нити, обеспечивающей продолжительность промывки в течение 2 мин и более при скорости до 38 м/мин [98]. Промытые и высушенные волокна в большинстве случаев подвергают ориентационному упрочнению путем вытягивания при повышенных температурах. [c.184]

Большинство экспериментальных данных по долговечности резин в воздухе получено в области больших о (участки III, IV) на резинах, чувствительных к озону. Наличие следов озона в закрытых помещениях (о чем свидетельствует резкое возрастание долговечности резин в специально очищенном воздухе ) приводит, с одной стороны, к тому, что эти данные нельзя рассматривать как относящиеся к инертной среде, с другой стороны, поведение этих резин в присутствии озона отражает их сопротивляемость разрушению при эксплуатации на воздухе. Учитывая, что ориентационное упрочнение — явление, общее для всех полимеров, и что увеличение концентрации озона сказывается (помимо резкого ускорения разрушения) только на смещении некоторых участков кривой долговечности, можно предполагать, что в принципе характер этой кривой сохранится и в отсутствие агрессивного воздействия среды. [c.103]

Общее сходство кривых долговечности для жестких (см. рис. IV. 10) и эластичных полимеров (см. рис. IV. 14), наличие у первых области нехрупкого разрушения, появление вынужденной эластичности при разрыве (трещины серебра ), а также ориентационного упрочнения при длительных испытаниях заставляют предположить, что в присутствии агрессивных сред, увеличивающих подвижность молекул жестких полимеров, следует также учитывать ориентационное упрочнение в зоне разрыва, характерное для эластомеров. С другой стороны, аномалии длительной прочности кристаллических жестких полимеров (полипропилен), вызванные тем, что в присутствии таких агрессивных сред, как серная кислота и гидроокись натрия, ускоряется кристаллизация материала и увеличивается степень кристалличности могут иметь место и в случае эластомеров. [c.106]

При больших напряжениях и деформациях, сопровождающихся ориентационным упрочнением, может происходить увеличение доли разрываемых химических связей, сопровождаемое ростом энергии активации, и активирование этого процесса напряжением со снижением энергии активации. Как показывает опыт, в области деформаций до 100—150% и соответствующих напряжений энергия активации процесса разрушения в агрессивной среде не зависит от величины напряжения. При больших деформациях и напряжениях во всех исследованных случаях энергия активации возрастает (см. табл. VI.3) Такое же явление наблюдается при разрушении резины из СКС-30-1, СКН-18, СКН-26, СКН-40 и СКТ в воздухе. [c.164]

Таким образом, сходство процессов разрушения в воздухе и в присутствии агрессивной среды проявляется и в динамических условиях. Ориентационное упрочнение при этом осложняется релаксационными процессами, в результате чего может быть три типа зависимостей. [c.170]

При озонном растрескивании наблюдается деформация, при которой разрушение происходит с наибольшей скоростью (критическая деформация екр). При деформациях, больших екр, разрушение замедляется. С позиций, учитывающих изменение прочностных свойств полимеров при их растяжении, наличие екр объясняется ориентационным упрочнением эластомера. Это подтверждается и тем, что в резинах при больших деформациях (сотни процентов) благодаря молекулярной ориентации и образованию волокнистой структуры озонные трещины распо- [c.28]

При действии агрессивной среды (деструкция, набухание) на резину, находящуюся под постоянной растягивающей нагрузкой, время до ее разрушения определяется скоростью диффузии среды и нагрузкой и может быть рассчитано из формулы, связывающей время до разрыва резины и напряжения х=Ва , и закона суммирования повреждений Бейли в предположении, что напряжением в слое резины, в который проникла жидкость из-за уменьшения модуля упругости, практически можно пренебречь. Такой способ расчета можно использовать, например, для резины из бутилкаучука в азотной и уксусной кислоте. При локальном разрушении (образование трещин), как, например, при контакте резины из СКФ с азотной кислотой, разрыв происходит быстрее, чем следует по расчету, из-за наличия концентраторов напряжения. Ряд особенностей разрушения резин при растяжении связан с изменением их структуры, основным из которых является ориентационное упрочнение. Молекулярная ориентация при растяжении сопровождается разрушением слабых структур (размягчение) и приводит к появлению так называемой критической деформации екр, т. е. в результате увеличения деформации растяжение резины приводит к уменьшению ее долговечности только до определенной критической деформации, выше которой долговечность увеличивается (до определенной степени деформации). При действии жидких сред вследствие набухания резины, более равномерного распределения напряжений, ослабляющих роль ориентационного упрочнения в вершинах трещин, область критической деформации сдвигается в сторону больших деформаций по сравнению с действием той же газообразной среды (табл. 4.10). [c.124]

Ориентационное упрочнение влияет и на энергию активации и разрушения резин в жидких средах. Неоднократное изменение энергии активации в широком интервале напряжений (табл. 4.11) свидетельствует о разных механизмах процесса. В отсутствие напряжения, при сплошном (без образования трещин) разрушении резины определяющим является процесс диффузии. Например, в системе резины из СКС-30-1—соляная кислота 7=26,6 кДж/моль. [c.125]

Высокоэластическому разрыву резин предшествуют значительные обратимые деформации, вызывающие ориентационное упрочнение или тяжеобразование, которое особенно четко выражается при их раздире. [c.126]

На сколе БК может находиться или возникнутьдефектВ(рис. 11.55, б), который начнет распространяться в направлении ВГ. В точке Г вследствие дальнейшего ориентационного упрочнения он залечится и перейдет в скол Г Д. Точно таким же образом дефект может распространяться по ДЕЖ и т. д. Наконец, когда нагруженным остается лишь небольшое сечение ЖЗ, нагрузка, прикладываемая к волокну в процессе испытания, становится равной его прочности, и происходит одновременный разрыв всех имеющихся в этом сечении цепей. [c.124]

Не следует забывать, что пленки исследованных эмаль-лаков имеют сшитую структуру. Поэтому по мере растяжения системы пленка — подложка возможность ориентационного упрочнения в режиме ВВЭД сравнительно быстро исчерпывается, и прочность пленок, достигнув максимума, начинает уменьшаться (рис. IV.49). Подобное немонотонное изменение прочности при ориентационной вытяжке — явление типичное, оно неоднократно наблюдалось при ориентации волокнообразуюш их полимеров [314, 315]. Важной в практическом отношении особенностью пленок, деформированных совместно с подложками, является их устойчивость к тепловому старению. Оказалось, что свойства пленок, растянутых на подложках на 15%, т. е. на величину, превышающую разрывное удлинение свободных нленок, в течение всего периода старения не уступают свойствам нерастянутых пленок, а в некоторых случаях превосходят их (рис. IV.50). [c.201]

Для производства комплексных нитей и штапельного волокна используется метод, сущность к-рого заключается в формовании волокна из вспомогательного полимера (т. н. загустителя), наполненного частицами ПТФЭ, с последующей термич. обработкой полученного волокна. В результате термообработки вспомогательный полимер разрушается и удаляется в виде газообразных продуктов, а частицы ПТФЭ спекаются, превращаясь в волокно. После спекания Ф. подвергается ориентационному упрочнению — вытяжке при повышенной темп-ре. [c.394]

Во-вторых, неупругая деформация твердого полимера всегда сопровождается ориентацией его макромолекул, что при-йодит к резкому изменений физико-механических свойств. Явление ориентационного упрочнения полимеров хорошо изучено И широко применяется при изготовлении пленок и йолокон. Ориентационную вытяжку полимера ниже его температуры стеклования или кристаллизации можно осуществить и в адсорбцион-но-активной среде. Удаление адсорбционно-активной среды после деформации полимера не приводит к восстановлению исходной структуры полимера, поскольку для устранения воз-Иикающей ориентации макромолекул необходимо егО нагревание выше температуры стеклований или плавления. Как былЬ показано выше, кроме Ориентации при холодной вытяжке полимера в адсорбционно-активной среДе возникает такЖе СиеЦифиЧескай высокодисперсная структура, которая не исчезает после удаления адсорбционно-активной среды, в связи с чем ее действие нельзя считать обратимым. [c.103]

Последовательное рассмотрение явления образования шейки как релаксационного перехода проведено в работах Ю. С. Лазур-кина 1 127. Позднее близкие или аналогичные объяснения предлагались в ряде работ (например Основная идея этой теории сводится к совместному рассмотрению двух явлений, происходящих при растяжении — ориентационному упрочнению при больших деформациях и размягчению из-за экспоненциального уменьшения времени релаксации под влиянием приложенных напряжений. Ориентационное упрочнение состоит в ориентации различных форм структурных образований при растяжении, что приводит к повышению жесткости и прочности материала. Этот процесс может осуществляться не только путем чисто геометрического поворота структурных элементов. Не исключена также возможность частичного или полного разрушения тех или иных связей или элементов структуры, препятствующих ориентации. Поэтому теория ориентационного упрочнения не исключает возможности фазового перехода в кристаллических полимерах, осуществляемого па молекулярном или надмолекулярном уровнях. Условию формирования стабильной шейки согласно рассматриваемой концепции отвечает равновесие процессов ориентационного упрочнения и вынужденноэластических деформаций, развивающихся вследствие повышения подвижности структурных элементов при уменьшении времени релаксации. [c.192]

Таким образом-, основное различие ориентационного упрочнения волокон из поли-ж-фениленизофталамида и поли-п-фенилентерефталамида наблюдается в температурной области кристаллизации, в которой прочность последних возрастает значительно больше. Вероятно, вследствие более высокой жесткости макромолекулярных цепей релаксационные процессы в поли.мере с пара-замещением менее резко выражены. Кроме того, высокоупорядоченная структура этого полимера должна способствовать более полной кристаллизации. [c.186]

В самом деле, в статических условиях, когда при одновременном действии напряжения и агрессивной среды происходит локальное разрушение и в вершинах трепщн деформация (и, следовательно, упрочнение) значительно больше ее среднего значения, ориентационное упрочнение приводит к экстремальной зависимости долговечности резин от деформации. При износе в пульпе эти условия отсутствуют и процесс поверхностного разрушения сходен с первой стадией коррозионного растрескивания, с индукционным периодом, для которого в области малых деформаций также наблюдается монотонная зависимость времени до появления трещин от деформации. [c.183]

Другим примером разнопрочных структур является перекисный вулканизат НК, полученный в одном случае путем обычной вулканизации, а в другом — в результате двухстадийной вулканизации [28], причем после первой стадии неполной вулканизации образец растягивался и в таком состоянии довулканизовывался, т. е. в нем создавалась и закреплялась ориентированная структура. Такой образец оказывается в более благоприятных условиях при развитии ориентационной кристаллизации и обладает большей прочностью, чем обычный перекисный вулканизат, так как в последнем из-за отсутствия лабильных поперечных связей процесс развития дефектов идет более интенсивно, чем ориентационное упрочнение. [c.47]

При разрушении наполненных полимеров в застек-лованном состоянии, когда разрывные деформации малы (см. гл. 1), эффект ориентационного упрочнения отсутствует, увеличение неоднородностей при введении наполнителя из-за большого коэффициента концентрации напряжений часто не перекрывается слабым усили-ваюшим действием наполнителя за счет изменения структуры полимера, и наблюдается его разупрочнение. [c.66]

Прочность и разрушение высокоэластических материалов (1964) -- [ c.66 , c.92 ]

Физико-химия полимеров 1963 (1963) -- [ c.239 ]

Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях (1986) -- [ c.124 , c.125 ]

Деформация полимеров (1973) -- [ c.130 , c.157 , c.257 ]

Физико-химические основы процессов формирования химических волокон (1978) -- [ c.0 ]

Прочность полимеров (1964) -- [ c.50 ]

Прочность полимеров (1964) -- [ c.50 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология