Разрыв высокоэластический

Очень важно, что переход из высокоэластического состояния в текучее сопровождается уменьшением деформируемости полимера. Особенно наглядно это видно на рис. 1У.8. Судя по этим данным, снижение общей деформации связано с тем, что переход в высокоэластическое состояние сопровождается более резким снижением способности полимера к течению (уменьшением деформации течения), чем увеличением способности к высокоэластической деформации. Возможно также, что здесь происходит своеобразная смена механизмов разрыва полимера и опасными являются как силы поверхностного натяжения (распад струи жидкости), так и осевые напряжения ( когезионный разрыв высокоэластического полимера). При формовании различных полимерных материалов, например волокон, из растворов или расплавов полимеров всегда осуществляется переход из текучего в высокоэластическое состояние. [c.244]

В реальных условиях, особенно при течении вязких полимерных растворов через капилляры или патрубки (возможными концевыми эффектами пренебрегаем), этот эффект накопления избыточной высокоэластической деформации проявляется в виде высокоэластической турбулентности струя начинает пульсировать, при застывании расплава поверхность его становится неровной (эффект, который технологи называют акульей шкурой ) и т. п. При продольном течении (гл. VI) может происходить по сходным причинам разрыв струи или выдергивание раствора из капилляра. [c.177]

Собственно, типичный разрыв полимера наблюдается только в области V, а при более высоких температурах наблюдаются нелинейные деформационные эффекты — потеря устойчивости процесса деформации в месте образования сужения и вязкое течение. Особенности деформации и разрыва полимера при Т>Тц скорее относятся к области реологии полимеров, чем к физике прочности. Поэтому в дальнейшем будет обсуждаться процесс разрушения только в высокоэластическом состоянии, главным образом на примере несшитых и сшитых эластомеров. [c.334]

Образование сильно ориентированных тяжей на первой стадии разрушения связано с преодолением межмолекулярных связей. Поэтому молекулярный механизм медленного разрыва высокоэластических полимеров является ведущим. Он состоит из элементарных актов, включающих преодоление межмолекулярного взаимодействия при образовании тяжей и затем разрыв химических связей. Предположение о том, что кинетику процесса разрушения определяют главным образом межмолекулярные связи, впервые было высказано в работах Гуля с сотр. [12.12]. [c.337]

Иными словами, механодеструкция в большей степени протекает у полимеров в стеклообразном состоянии, в меньшей — в высокоэластическом, и еще в меньшей — в вязкотекучем. В таком же порядке уменьшается и величина механических напряжений, которые надо приложить к полимеру, чтобы вызвать разрыв или проскальзывание его макромолекул. Таким образом, в полимерах можно осуществить прямое превращение механической энергии з химическую, так как образующиеся активные осколки макромолекул (радикалы) могут инициировать реакции полимеризации мономеров, реакции с активными участками других макромолекул, реакции с кислородом или другими низкомолекулярными примесями и добавками в полимерах. В ряде случаев могут образовываться разветвленные и сшитые структуры. Путем механической обработки смесей полимеров или полимеров с жидкими мономерами получают блок- и привитые сополимеры, т. е. этот сравнительно недорогой и доступный прием обработки позволяет проводить химическую модификацию полимеров. [c.251]

Переход одного вида деформации в другой наступает, когда напряжение сдвига оказывается выше предела упругости деформируемого тела. При некотором напряжении, называемом пределом прочности структуры, может произойти разрыв сплошности тела. Высокоэластические деформации по мере повышения напряжения сдвига характеризуются интенсивным уменьшением сопротивления разрушению пространственной структуры, приводящим к понижению вязкости системы. [c.18]

Таким образом, разрыву образца предшествуют очень большие обратимые деформации, связанные с молекулярными перегруппировками. Следовательно, наблюдающийся разрыв не является Хрупким, Г. М Бартенев предлагает этот разрыв называть высокоэластическим. [c.209]

Правомерность применения стандартных методов для оценки битум-каучуковых смесей вызывает сомнения у многих исследователей [2], так как до сих пор эти методы использовались для чисто пластичных свойств. Однако, нам кажется, такая оценка в известной степени возможна, следует лишь учитывать некоторые отклонения, связанные с проявлением эластичности.На основании собственных наблюдений и анализа литературных данных можно отметить следующие особенности. В процессе растяжения при 25 и 0°С часто меняется характер деформации смесь растягивается в виде ленты толщиной до 5 мм, причем поперечное сечение ее почти не меняется при вытяжке, смесь как бы натекает из формы вместо обычного резкого утончения нити при пластическом растяжении битума. Различен и характер разрыва если битумы разрушаются по мере утончения пленки, то битум-каучуковые смеси разрываются при растяжении с большой скоростью (практически мгновенно) с образованием большей частью зеркальной поверхности разрыва, т. е. подобно хрупкому разрыву (высокоэластический разрыв имеет много общего с хрупким разрывом, хотя механизмы их различны [10]). [c.125]

Исследование поверхностей разрыва позволяет уточнить характерные особенности пластического разрыва и перехода с уменьшением напряжения от одного вида разрыва к другому. У каучука СКС-30 при уменьшении растягивающего статического напряжения (рассчитанного на начальное сечение) от 5 до 0,2 кгс см долговечность возрастает от 1 сек до 50 ч. При этом пластический разрыв переходит в медленный высокоэластический разрыв, характерный для низкомодульной резины. [c.122]

При очень высоких температурах или весьма низких молекулярных массах ориентация полимерных цепей проявляется слабо. В этих условиях полимер испытывает вязкий разрыв, при котором из-за малого внутреннего трения макромолекулы скользят относительно соседних без разрыва химических связей. При всех других видах разрыва (хрупкий, высокоэластический и в значительной мере пластический) у ориентированных и неориентированных полимеров разрушаются и химические связи. Для пространственно-структурированных полимеров это очевидно, а [c.140]

Естественно, что характерные механические свойства полимеров в высокоэластическом состоянии проявляются и в процессе разрыва. Так же как и разрушение полимеров в стеклообразном состоянии, эластический разрыв слагается из двух стадий — медленной и быстрой, но начальная, медленная стадия в отличие от хрупкого разрыва сопровождается образованием шероховатой, а быстрая — зеркальной зоны на поверхности разрыва. Соотношение поверхностей зеркальной и шероховатой зон зависит от длительности процесса разрушения. Уменьшение статической и динамической нагрузок или скорости растяжения сопровождается увеличением длительности процесса разрыва соответственно увеличивается часть поверхности разрыва, занимаемая шероховатой зоной (рис. П.33). При медленном разрыве почти всю поверхность занимает шероховатая зона, а зеркальная зона практически исчезает. При быстром разрушении всю поверх- [c.101]

Исследование процесса разрыва высокоэластических материалов показало, что их разрыв имеет много общего с разрывом хрупких тел. Но различия механизмов высокоэластического и хрупкого разрывов столь значительны, что естественно было ожидать существенного изменения роста разрыва в области перехода из высокоэластического состояния в стеклообразное. Это изменение было подробно изучено [364, с. 318]. [c.108]

Разрушающее напряжение в случаях пластического и высокоэластического разрушения по-разному зависит от скорости деформации (рис. П.51). При пластическом разрушении характеристикой прочности является предел текучести. Какой тип разрушения реализуется в линейном полимере, зависит от того, что меньше Стр или предел текучести. Если значение предела текучести меньше значения разрушающего напряжения, то реализуется пластическое разрушение если Ор меньше предела текучести, то происходит высокоэластический разрыв. Из рис. 11.51 следует, что при скорости деформации меньше v и больше v" разрушающее напряжение меньше предела текучести. В этих областях происходит высокоэластический разрыв. В интервале скоростей от v до v" реализуется пластический разрыв. [c.116]

При рассмотрении разрушения полимеров в общем виде необходимо учитывать противодействие разрушению как межмолекулярных, так и химических связей. Если разрушение полимерного материала осуществляется в условиях, когда структура материала в ходе разрушения остается постоянной, то процесс подчиняется общим закономерностям прочности. Если же при разрушении полимерного материала реализуется его способность к высокоэластической деформации, сопровождающейся увеличением анизотропии материала, то условие, при котором разрыв подчиняется общим закономерностям, не соблюдается. [c.219]

На примере полиэтилентерефталата был исследован разрыв полимера в стеклообразном и высокоэластическом состоянии [29]. В стеклообразном состоянии полимеры разрушаются по плоскости перенапряжений, расположенной впереди растущей трещины. В высокоэластическом состоянии разрушение происходит в результате вытяжки и скольжения участков материала с образованием тяжей в направлении оси растяжения. [c.120]

Наиболее опасен хрупкий разрыв, поэтому он всесторонне исследуется экспериментально и теоретически. Этот вид разрух шения не сопровождается пластическими или вынужденными высокоэластическими деформациями в объеме образца и вблизи трещины. Квазихрупкое разрушение сопровождается лишь локальной неупругой деформацией вблизи вершины трещины. Хрупкое и квазихрупкое разрушение могут происходить в зависимости от свойств твердых тел по-разному (рис. 4.2). Так, если сопротивление образца растяжению меньше, чем сдвигу, то про исходит отрыв (поз. 1) в противоположном случае разрушение происходит в форме косого скола обычно в плоскости под углом 45°, где наблюдаются максимальные касательные напряжения (поз. 2). В первом случае реализуется тип напряженного состояния 1, а во втором — II. При поперечном растяжении концов об- [c.61]

Выяснены два фундаментальных факта 1) процесс разрушения определяется разрывом химических связей, а процесс деформирования — преодолением сил межмолекулярного взаимодействия 2) разрушение и деформирование связаны с различными компонентами тензора напряжения (разрушение — с нормальными растягивающими напряжениями, а деформирование— со сдвиговыми напряжениями). Поэтому в нагруженном неориентированном полимере одновременно идут два процесса — деформирование и разрушение. Под деформированием (выше Гхр) понимается изменение конформаций цепей, которому препятствуют межмолекулярные и внутримолекулярные связи. Разрушение представляет собой разрыв полимерных цепей. В предположении, что деформация в интервале Тхр—Та является вынужденной высокоэластической, время релаксации процесса деформирования определяется уравнением Александрова — Гуревича [c.132]

На рис. 7.1 высокоэластическому состоянию соответствует область V, пластическому — область VI и вязкотекучему — область VII выше температуры Гт. Температурные границы этих областей зависят для данного полимера от временного режима испытания образцов и, как правило, с увеличением скорости деформации и уменьшением времени действия нагрузки смещаются в сторону высоких температур. Чисто высокоэластический разрыв полимера наблюдается только в области V, при более высоких температурах разрыв осложняется нелинейными деформационными эффектами — потерей при о оп устойчивости процесса деформации (образованием сужения) и вязким течением. Особенности деформации и разрыва полимера выше температуры Ти скорее относятся к области реологии полимеров, чем к физике прочности. Поэтому в дальнейшем будет обсуждаться процесс разрушения в высокоэластическом состоянии ниже Гп на примере несшитых и сшитых эластомеров. [c.219]

Разрыв высокоэластического материала отличается от хрупкого тем, что ему предшествует большая деформация связанная с ориентацией и выпрямлением полимерных цепей. Вместе с тем, как и при хрупком разрыве, сечение образца до приложения нагрузки и после разрыва и сокращения концов образца не изменяется, а поверхность разрыва располагается, как правило, нормально к растягивающим усилиям. При переходе от хрупкого к высокоэластическому разрыву прочность резины достигает в области стеклования максимального значения (рис. 39), а затем до-иольио резко снижается с повышением температуры. [c.76]

РАЗР.ЛБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ РАСЧЕТА ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТРУИ ЭКСТРУДАТА ПРИ ИСТЕЧЕНИИ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ ИЗ КАНАЛОВ СЛОЖНОГО ПРОФИЛЯ СЕЧЕНИЯ [c.113]

При достаточно низкой температуре или больших скоростях разрушения термофлуктуационный механизм не реализуется и разрушение происходит по атермичесрюму механизму. Чем выше температура, тем интенсивнее проявляется термофлуктуационная природа прочности полимеров. При температурах выше температуры стеклования существенное влияние на процесс разрушения начинают проявлять релаксационные свойства (см. табл. 11.2). Так, в высокоэластическом состоянии ведущим процессом в разрушении является не термофлуктуационный разрыв химических связей, а преодоление межмолекулярных сил и процессы рела сации. Это явление подробно рассматривается в следующей главе. [c.331]

К этому можно добавить, что если разугер макромолекулы меньше, чем величина сегмента, то эластический разрыв не наблюдается из-за исчезновения высокоэластического состояния. Из-за отсутствия гибкости цепей полимеры хрупки и Гхр смещается к более высоким температурам. Вследствие малой величины суммарных межмолекулярных сил низкомолекулярные полимеры легко дают трещины и крошатся. Если молекулярная масса полимеров не слишком мала (порядка 10 000), то улучшение механических свойств может быть достигнуто за счет кристаллизации илн сшивки, а также как результат возрастания величины дипольных и водородных межмолекулярных связей [c.424]

Изложенные выше экснерпментальные данные о прочности аморфных линейных полимеров позволяют дать обш,ую картину этих свойств в большом диапазоне температур. Общая схема прочностных состояний аморфных полимеров (рис. 42) сложнее, чем схема Иоффе для простых твердых тел (см. стр. 10). У аморфных полимеров хрупкая и пластическая области разделены двумя новыми областями вынужденноэластическоп в интервале от до Тс и областью, где наблюдается высокоэластический разрыв, [c.78]

Увеличение скорости растяжения эквивалентно понижению температуры. Поэтому быстрый разрыв эквивалентен низкотемпературному, а медленный—высокотемпературному разрыву высокоэластических материалов. При стандартных испытаниях на разрывной машине с постоянной скоростью растяжения 500 мм1мин обычно не наблюдается двух зон поверхности разрыва. Это объясняется не иным механизмом разрущения, а тем, что [c.103]

У резины из СКС-30 с повышением температуры площадь шероховатой зоны уменьшается, но средняя скорость V ее образования возрастает. Этот странный факт объясняется тем, что хотя с повышением температуры и увеличивается скорость образования и роста надрывов, но в силу особенностей этого полимера увеличение скорости роста трещин опережает увеличение скорости роста надрывов. В результате вторая стадия разрыва при высоких температурах начинается раньше, чем при низких, и зеркальная зона поверхности разрыва увеличивается, вытесняя щероховатую. Следовательно, при одном и том же напряжении при низкой температуре наблюдается медленный, а при высокой—быстрый высокоэластический)) разрыв. [c.116]

Пластический разрыв полимеров внешне сходен с разрывом вязких металлов. Как и у металлов, плa тичe кий разрыв полимеров наблюдается в ограниченной области скоростей деформации или времени действия нагрузок. При малой нагрузке или малой скорости растяжения происходит переход к высокоэластическому разрыву, характерному для резин. Это объясняется тем, что при напряжениях ниже предела текучести сужений не образуется и пластический разрыв переходит в высокоэластичеокий, что как раз и объясняется наличием в каучуках пространственной сетки, образованной временными узлами. Переход через предел текучести связан с преодолением и разрушением этих узлов. [c.121]

Механизм разрушения, соответствующий медленной стадии, специфичен только для полимеров, находящихся в высокоэла-стичеоком состоянии. При разрыве полимера в высокоэластическом состоянии в вершине надрыва образуется волокнистая структура. Разрыв отдельных тяжей происходит в различных местах по направлению деформирующей силы. В результате этого на поверхности разрыва образуются бугорки н впадины, и поверх- [c.102]

В области температур выше температурной области высокоэластического состояния линейные полимеры подвергаются пластическим деформациям. В соответствии с этим различают пласти--чееюш разрыв высикииилимеров. Переход от высокоэластичестого [c.115]

При температурах выше Г л (так обозначается температура, при которой предел текучести становится равным разрушающему напряжению при высокоэластическом разрыве) происходит в основном пластическая деформация, хотя частично развивается и высокоэластическая. В ходе пластической деформации образуется шейка, в которой и происходит разрушение образца. Пластическое и вьшужденноэластическое разрушение линейных полимеров отличаются друг от друга тем, что напряжение, при котором происходит пластический разрыв, обычно на несколько [c.115]

В отличие от свободных нленок нленки на подложках дефорып руются совершенно иначе. Во-первых, эмаль-провода, т. е. системы пленка — подложка, могут быть растянуты на 45—50% без разрыва пленки. При удлинении более 45—50% происходит разрыв медной проволоки, поэтому истинную деформируемость пленки эмаль-лака измерить не удается, но можно с уверенностью утверждать, что абсолютное значение деформируемости этой пленки на медной подложке больше 45—50%, т. е. в 4—5 раз превосходит разрывное удлинение свободных пленок. Во-вторых, при растяжении пленок совместно с подложкой возникает задержанная усадка, что легко обнаружить, отделив пленки от медного провода. После отделения от растянутой подложки пленка при комнатной температуре сокращается не полностью, и часть деформации остается замороженной . Однако эта замороженная деформация нри нагревании нленок до температуры стеклования исчезает, т. е. она обратима, что свидетельствует о ее высокоэластическом характере. Итак, нри деформации пленки эмальлака совместно с подложкой возникает, как было впервые показано в работе [308], вынужденная высокоэластическая деформация (ВВЭД). [c.197]

Рассмотрим кратко особенности высокоэластического разрушения полимерных тел. Естественно, что оно связано с достаточно большими эластическими предразрывными деформациями элементов структуры. Наиболее ярко этот тип разрушения проявляется у эластомеров. Этот вид разрушения изучен достаточно хорошо (см., например, [6, с. 88]). При статическом нагружении эластомеров разрушение происходит во времени и характеризуется двумя стадиями медленной и быстрой. Поверхность разрыва, полученная на медленной стадии, в отличие от хрупкого разрыва имеет шероховатый вид при быстрой стадии образуется зеркальная поверхность. Чем меньше статическое напряжение и медленнее разрыв, тем больше шероховатая зона. Наоборот, при больших напряжениях и быстром разрушении вся поверхность разрыва может быть зеркальной. Быстрый разрыв эквивалентен низкотемпературному, медленный — высокотемпературному разрыву. В случае разрыва при многократном деформировании обычно наблюдается шероховатая зона разрыва. При замедленном процессе разрушения разрыв начинается с образования очагов разрушения, из которых растут надрывы, подобные трещинам в хрупком материале, и очаги разрушения появляются в наиболее ослабленных местах как внутри, так и по поверхности образца. Наиболее опасный очаг приводит к разрушению образца. У пространственно сшитых эластомеров (резин) надрыв, как правило, имеет форму окружности. У низкомодульных (с низкой степенью сшивания) резин отчетливо видны эластически растянутые тяжи в месте надрыва. Образование тяжей связывают с наличием пачечной надмолекулярной структуры и преодолением межмолекулярного взаимодействия и ориентацией растягиваемых [c.119]

В квазихрупком состоянии полимера п=1, а в хрупком состоянии следует предположить, что п>1. Это объясняется тем, что в квазихрупком состоянии в вершине трещины происходит вынужденная высокоэластическая деформация и полимерные цепи ведут себя как квазинезависимые. В хрупком состоянии полимерные цепи вследствие отсутствия молекулярной подвижности в вершине не могут разрываться квазинезависи-мо, без участия соседних. Если область перенапряжения и флуктуация охватывает несколько полимерных цепей, то происходит групповой разрыв связей. Групповой механизм разрыва связей в полимерной цепи обоснован теоретически [4.91], а также методом машинного моделирования (см. гл. 2). [c.152]

Если время Та меньше времени релаксации Хк, то в вершине микротрещины вынужденная высокоэластическая деформация не будет наблюдаться ни в начале, ни в конце роста трещины, так как скорость роста трещины о равна стартовой Vs только вначале, а затем она возрастает и соответствующее время продвижения микротрещииы за каждую флуктуацию будет меньше, чем хз. Если время Хз больше хк, то в вершине микротрещины вначале будет развиваться высокоэластическая деформация, а затем происходить разрыв полимерных цепей. Отсюда следует, что температура хрупкости, характеризующая переход к квазихрупкому состоянию полимера, примерно соответствует условию [c.208]

Выше температуры стеклования Тс развитие высокоэластиче-ской деформации начинается с момента нагружения и таким образом разрыву полимера предшествует высокоэластическая деформация. Из схемы прочностных состояний (см. рис . 7.1) следует, что выше Тс с повышением температуры разрывная прочность снижается. До температуры пластичности Т разрыв полимера происходит без образования шейки в месте разрыва (поперечное сечение образца до и после разрыва, как и при хрупком разрыве, одинаково. Выше температуры Тп при переходе через предел текучести развивается остаточная деформация, пока не образуется сужение и в месте сужения не наступит/разрыв. При дальнейшем повышении температуры достигается состояние, когда предел текучести равен нулю (температура текучести Гт). Это состояние называется вязкотекучим. [c.219]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология