Полимеры, разрушение молекулярно-кинетическая теория

Согласно молекулярно-кинетической теории [65—67], в зоне контакта полимера с подложкой идет непрерывный процесс образования и разрыва связей. В конечном итоге адгезионная прочность определяется разностью энергий активации процесса разрушения и образования связей (АС/), а также зависит от соотнощения общего числа сегментов, принимающих участие в образовании связей (по) и среднего числа молекулярных связей, приходящихся на единицу площади контакта (п). Для оценки значения А предложена зависимость [65] [c.24]

В книге излагаются современная теория прочности полимеров и механизмы их разрушения в различных структурных и релаксационных состояниях с позиций термодинамической и кинетической теорий и микромеханики разрушения. Рассмотрено влияние различных факторов (температура, поверхностно-активные среды, проникающее излучение и молекулярная ориентация) на процессы разрушения. Отражены вопросы прогнозирования прочностных свойств полимерных материалов. [c.239]

Истирание резин и полимеров представляет собой сложное явление, зависящее от комбинации механических, механохимических и термохимических процессов. Для изучения механизма этого сложного явления прежде всего необходимо выделить и исследовать более простые закономерности и затем создать общую картину явления износа [1]. Все больше внимания уделяется причинам износа, способам его измерения, факторам, влияющим на его интенсивность, и приемам ее уменьшения. Как следует из молекулярно-кинетических теорий адгезии, рассмотренных в гл. 8, механизм образования связей, их деформация и разрыв представляют собой диссипативный и, следовательно, необратимый процесс. Адгезия в свою очередь вызывает некоторое физическое разрушение поверхностей при трении. Это относится в полной мере к трению эластомеров по жесткому грубому контртелу. Однако имеются разные точки зрения относительно трения по гладкому контртелу [2]. Не следует считать, что истирание происходит только на грубых поверхностях, так как трение возникает как на грубых, так и на гладких поверхностях. Советские исследователи [1] показали, что при трении по гладким поверхностям возникает новый механизм истирания — посредством скатывания. Очень трудно определить истирание резины в условиях скольжения с малыми скоростями по гладкой поверхности. Однако можно предположить, что истирание сопровождает адгезию во всех случаях и на практике следует выбирать оптимальные условия для обеспечения максимальной адгезии и минимального износа. [c.224]

Молекулярно-кинетические теории разрушения. Молекулярнокинетические теории рассматривают разрушение полимеров как химическую реакцию разрыва несущих связей, скорость которой [c.239]

Вторая группа объяснений основана на кинетической теории реакции и постепенном уменьшении работоспособности полимера, вызванном разрывом и (или) смещением элементов среды и (или) образованием дефектов (разд. 3.4, гл. 3). В данном случае следует выяснить роль основных молекулярных цепей при задержке разрушения неориентированных полимеров. [c.278]

Прочность и долговечность являются важнейшими свойствами полимерных материалов. Прочность реальных материалов не является материальной константой, так как зависит от многих факторов — времени или скорости действия нагрузки, температуры, вида напряженного состояния и др. Можно назвать две основные причины этого. Первая — существование во всех реальных материалах структурных дефектов и прежде всего микротрещин. Вторая — термофлуктуационный механизм разрыва химических связей. Соответственно этому возникли два подхода к прочности твердых тел механический и кинетический. Механический подход имеет свои достоинства и недостатки. Так, механика разрушения является основой инженерных методов расчета прочности деталей и конструкций, находящихся в сложнонапряженном состоянии. Математическая теория трещин, позволяющая рассчитывать перенапряжения вблизи микротрещины, является большим достижением механики разрушения. В то же время механический подход оставляет в стороне физические атомно-молекулярные механизмы разрушения и физическую кинетику разрушения в целом. Кинетический подход исходит из термофлуктуационного механизма разрушения, общего для всех твердых тел, в том числе и для полимеров. Суть этого механизма заключается в том, что химические связи в полимере разрываются в результате локальных тепловых флуктуаций, а приложенное напряжение увеличивает вероятность разрыва связей. [c.331]

В целом же именно для полимеров в настоящее время складываются наиболее благоприятные условия развития кинетических теорий разрушения. Большой феноменологический, молекулярно-кинетический и структурно-механический материал позволяет надеяться на построение детальных микроскопических теорий. [c.474]

Механика разрушения является основой инженерных методов расчета прочности деталей и конструкций, находящихся в сложно-напряженном состоянии. Математическая теория трещин позволяет рассчитать напряжения вблизи микротрещин. В то же время механический подход оставляет в стороне физические атомно-молекулярные механизмы разрушения и физическую кинетику разрушения в целом. Кинетическая концепция исходит из термофлуктуационного механизма разрушения, общего для всех твердых тел. Суть механизма заключается в том, что химические и межмолекулярные связи в полимере разрываются в результате локальных тепловых флуктуаций, а приложенное напряжение увеличивает вероятность разрыва связей. Современная термофлуктуационная теория прочности полимеров объединяет оба подхода и вводит понятие о безопасном и критическом напряжении. [c.189]

Кинетический подход, основателем которого является акад. С. Н. Журков [11.10 61], отличается тем, что основное внимание обращается на атомно-молекулярный процесс разрушения и разрыв тела рассматривается как конечный результат постепенного развития и накопления микроразрушений или как процесс развития микротрещины на молекулярном уровне. Основным фактором в этом подходе является тепловое движение в полимерах. Выяснение природы этого термофлуктуационного процесса разрушения, зависимости скорости процесса и долговечности от температуры, напряжения и других факторов является основой современной физической теории прочности и базой для дальнейшего развития теорий предельного состояния в механике разрушения. Эти подходы будут в дальнейшем рассмотрены подробней. [c.287]

Таким образом, в высокоэластическом состоянии механические потери в самом полимере дают весьма малый вклад в силу трения которая в основном определяется рассеянием энергии в поверхностном молекулярном слое при многократных деформациях поверхностных полимерных цепей в процессе непрерывного разрушения и восстановления ван-дер-ваальсовых связей между полимерными цепями и твердой поверхностью металла, т. е. адгезионной составляющей силы трения, определяемой из молекулярно-кинетической теории трения по уравнению вида [c.377]

В основе кинетической теории прочности, развиваемой школой Журкова, лежит термофлуктуационный механизм молекулярного разрушения другими словами, механическое разрушение полимеров рассматривается как термическая деструкция, инициированная, активированная механическим напряжением [116]. [c.297]

Согласно кинетическим моделям молекулярного разрушения, долговечность полимера под действием постоянной растягивающей нагрузки можно рассчитать по кинетической теории, учитывая снижение энергетического барьера при наложении растягивающего напряжения ст и предполагая, что разрыв определенной доли связей вызывает разрыв оставшихся, которые уже не в состоянии выдерживать приложенную нагрузку (см. обзоры Кауча [395] и Эндрюса [18]) [c.329]

Длинные и гибкие цепи полимера способствуют монотонному частично неупругому деформированию материала при постоянной нагрузке, а именно деформации ползучести. В статистических теориях разрушения обычно специально не рассматривается степень деформации при ползучести. Можно напомнить (разд. 3.4, гл. 3), что кинетическая теория Журкова и Буше также не учитывает деформацию ползучести как один из видов деформирования. В теории Сяо—Кауша, разработанной для твердых тел, не обладающих сильной неупругой деформацией, рассматривается зависимость деформации от времени, которая считается, однако, следствием постепенной деградации полимерной сетки. Буше и Халпин специально рассматривают макроскопическую ползучесть, чтобы учесть соответствующие свойства молекулярных нитей, которые в свою очередь оказали бы влияние на долговечность материала. Согласно их теории, запаздывающая реакция матрицы каучука или термопласта вызывает задержку (вследствие влияния на /ь) роста зародыша трещины до его критического размера. [c.278]

Как уже утверждалось во введении к данному разделу, рост трещины в полимере с докритической скоростью обусловлен термомеханической активацией таких различных процессов молекулярного деформирования, как проскальзывание цепн, ее ориентация и раскрытие пустот. Количество рассеиваемой энергии зависит от частоты, природы, кинетики и взанмодейст-ния соответствующих процессов. Существует много известных попыток рассмотрения роста трещины с докритической скоростью как единого термически активируемого многоступенчатого процесса, характеризующегося единой энтальпией (или энергией активации) и единым активационным объемом. Несколько подобных кинетических теорий разрушения было рассмотрено в гл. 3 и 8. [c.358]

Кинетическая теория разрушения. Катастрофическое разрушение полимерных материалов является сложным процессом, включающим в себя целый ряд лишь частично изученных явлений, которые протекают как на молекулярном, так и на макроскопическом уровне. Одно из микроскопических явлений - это разрыв связей в главной цепи полимера, изученный как методом МСНПО, так в методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). [c.72]

Оси. работы посвящены исследованию кинетики хим. р-ций и биол. процессов, старению и стабилизации полимеров. Внес крупный вклад в теорию и практику процессов жидкофазного окисл. орг. в-в, в изучение механизма действия ингибиторов, гомогенных и гетерогенных катализаторов этих процессов, в исследование кинетики деструкции и стабилизации полимеров. Нащел (1953—1965) оригинальные пути использования р-ций окисл. углеводородов и др. орг. в-в в нефтехимии. Пред/южил (1956) новый принцип перевода газофазных р-ций окисл. углеводородов на режимы низкотемпературного жидкофазного окисл,, обеспечивающего большие выходы целевых продуктов, В этой связи разработал (1956—1957) научные основы окисл, бутана при т-рах и давлениях, близких к критическим, для производства уксусной к-ты, метил-этилкетона, этилацетата. Показал возможность использования сопряженных цепных окислительных р-ций для получения окисей олефинов. Развил теорию действия ингибиторов в процессах окисл., получившую широкое практическое применение (торможение старения смазочных и горючих мат-лов, порчи пищевых жиров, лекарств, препаратов и др.). Проводил (с 1967) совм. с А. Л. Бучаченко исследования молекулярного разрушения и стабилизации полимеров, предложил методы тестирования эффективности стабилизаторов и колич. критерии стойкости полимеров к различным видам деструкции, Применил (1964—1970) кинетические методы в эксперим, и клинической онкологии для [c.521]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология