Модуль Юнга для каучука

Рис. 19. Влияние растяжения на модуль Юнга для каучука под нагрузкой.

Натуральный каучук, например, допускает обратимые деформации в 1000 и более процентов, а его модуль упругости изменяется от 10 до 100 кг/см . Таким поведением при механических деформациях полимеры в корне отличаются от обычных твердых тел — кристаллических и стеклообразных. В последних упругие, т. е. обратимые, деформации никогда не достигают 1 %, а модуль Юнга имеет порядок 10 —10 кг/см . В обычных твердых телах причиной возникновения упругих напряжений являются изменения [c.82]

Следует отметить, что высокая эластичность каучука совершенно отлична от упругих деформаций кристаллических веществ или металлов, составляющих всего несколько процентов от исходных размеров, тогда как каучук можно растягивать в 10 раз. Резко различаются также необходимые для деформации напряжения. Модуль упругости (или модуль Юнга) Е, характеризующий отношение между приложенным напряжением и относительным удлинением образца, составляет для стали около 20000 кг/мм , для стекла около 6000 кг/мм , а для каучука лишь около [c.228]

Второй случай реализуется при условии ажг/ /гт 1. Это имеет место, когда значение модуля Юнга менее 10 дин/см (10 кгс/см ). В этих условиях происходит сдвиг и деформация твердой поверхности и образование выступов, подобно тем, которые изображены на рис. VII, 5. По существу, второй случай можно рассматривать как основной, характеризующий изменение формы твердой поверхности при контакте с ней жидкости. Равновесие наступает, когда соблюдается условие (VII, 22) или (VII, 23). Второй случай имеет место для эластичных тел, таких, как резина и каучук. [c.221]

Рис. ХХ.2. Зависимость динамического модуля Юнга для каучука от степени удлинения при частоте 1 кГц [18].

Еще большее впечатление производит различие в силе, необходимой для осуществления деформации. Для удлинения стальной проволоки диаметром 1 мм на 1% требуется нагрузка в 1600 Н (двукратный средний вес человека), а для удлинения каучуковой нити того же диаметра на ту же величину необходима нагрузка меньше Ю Н. Так называемый модуль Юнга (отношение напряжения к удлинению) для стали в 100 000 раз больше, чем для каучука. [c.45]

ИНОЙ механизм эластичности, поэтому и порядок величины модуля Юнга у них меньше. В кристаллических полимерах молекулы не перемешаются так свободно, как в каучуке, в то же время они связаны друг с другом менее прочно, чем в стеклообразном состоянии. Поэтому значения модуля кристаллических полимеров занимают промежуточное положение по отношению к этим двум классам веществ. [c.133]

Некоторое наглядное представление о значении широкого интервала величин модуля Юнга для различных классов веществ, перечисленных на рис. 7.1, можно получить, рассматривая рис. 7.2. Для того чтобы столбик (брусок) полиэтилена с поперечным сечением Ы см, длиной 20 см и модулем, например 2-10 Нм прогнуть на 1 см, к середине его нужно подвесить груз в 1 кг (сила 10 Н). Для того чтобы деформировать аналогичным образом столбик плексигласа таких же размеров (модуль 3-10 Нм 2), потребуется груз в 15 кг, а в случае стального столбика (модуль 2-10 Нм- ) — в 1000 кг (10 Н). Образец каучука тех же размеров прогнется на 2,5 см уже под действием собственного веса. [c.133]

Особый случай представляют поперечно сшитые эластомеры. Из-за наличия сетки поперечных связей этот класс полимеров практически не обнаруживает течения. Кинетическая теория высокоэластичности каучуков позволяет получить следуюш ую формулу для модуля Юнга при малых деформациях [c.159]

Если полимер находится в высокоэластическом состоянии, то-для расчета С(Х) по данным зависимости напряжения от нагрузки можно воспользоваться уравнениями, полученными в теории упругости для каучука. Такие измерения позволяют вычислить модуль Юнга Е, определяемый уравнением (57) [c.417]

Рис. 1.14. Зависимость секущего модуля Юнга натурального каучука от гидростатического давления .

Рис. 1.15. Зависимость секущего модуля Юнга от гидростатического давления для разных синтетических каучуков З

Рис. 3.6. Зависимость действительной части модуля Юнга (а) и 1у6 (б) от логарифма амплитуды деформации при прямом и обратном ходе. Образцы имели форму цилиндра и изготавливались из смеси на основе натурального каучука с 50 вес. ч. сажи на 100 вес. ч. каучука. Температура испытания 40 °С частота [ — 5 гц .

Влияние увеличения объема дисперсной фазы (и одновременно размера частиц и, по-видимому, доли привитого сополимера) рассматривали в работе [69]. Авторы смогли при постоянном содержании каучука (6 вес. %) варьировать объем гель-фракции от 6 до 78%. Значения ударной вязкости и относительного удлинения при разрыве проходили через максимум при объеме гель-фракции около 20%. Модуль Юнга систематически снижался (от 28-10 до 3,5X X 10 мН/м ). В-то же время для АБС-пластиков известно, что доля окклюдированного полимера в промышленных образцах ничтожна. [c.123]

Вулканизованный каучук способен испытывать обратимые деформации на сотни процентов при весьма малом значении модуля упругости. (Модуль Юнга для стали 20 000—22 000 кг/см , для каучука [c.10]

Между величиной внутреннего давления в нерастянутом каучуке и диференциальным модулем Юнга при нулевом напряжении существует простое соотношение [c.98]

Модуль Юнга для нерастянутого каучука [c.74]

За последние годы намечалась явная тенденция связать величину модуля Юнга нерастянутого каучука с низкотемпературной характеристикой хрупкости [63, 68]. Было, например, установлено, что модуль охлаждаемого [c.74]

Следует отметить, что высокая эластичность каучука совершенно отличается от упругих деформаций кристаллических веществ или металлов, которые составляют всего несколько процентов от исходных размеров, тогда как каучук можно растягивать до десятикратных удлинений. Резко различаются также необходимые для деформации напряжения. Модуль упругости (или модуль Юнга) Е, характеризующий отношение между приложенным напряжением и относительным удлинением образца, составляет для стали около 20 ООО кг/мм", для стекла—около 6000 кг/мм , а для каучука—лишь около 0,1 кг/мм". Эти различия объясняются тем, что нри упругой деформации кристаллов происходят лишь небольшие изменения средних расстояний между молекулами и валентных расстояний между атомами, связанные со значительными изменениями внутренней энергии напротив, при чистой высоко-эластической деформации большие удлинения происходят без изменения валентных расстояний нри постоянстве внутренней энергии. [c.272]

К противоположному случаю относятся мягкие (или пластифицированные) каучуки, обладающие модулем Юнга примерно от 10 до 10 дин см и обратимой эластичностью с удлинением до нескольких сот процентов. Если такой материал растянуть до некоторой длины в пределах умеренного растяжения и затем понижать температуру, поддерживая длину постоянной, то напряжение будет падать пропорционально понижению - абсолютной температуры. Согласно ур. (XVII, 3), это означает, что в данном случае изменение внутренней энергии, связанное с этим напряжением, равно нулю. Следовательно, сила, стремящаяся сократить длину растянутого каучука, всецело обусловлена уменьшением энтропии его при растяжении. Иначе говоря, это означает, что гибкие цепи макромолекул имеют в растянутом каучуке меньшее число возможных конформаций, чем в иерастянутом. Ввиду того что внутренняя энергия каучука не изменяется [c.576]

Следует отметить, что высокая эластичность каучука совершенно отлична от упругих деформаций кристаллических веществ или металлов, составляющих всего несколько процентов от исходных размеров, тогда как каучук можно растягивать в 10 раз. Резко различаются также необходимые для деформации напряжения. Модуль упругости (или модуль Юнга) Е, характеризующий отношение между приложенным напряжением-и относительным удлинением образца, составляет для стали около 20000 кг мм , для стекла около 6000 кгЬш , а для каучука лишь около 0,1 кг/мм . Эти различия объясняются тем, что при упругой деформации кристаллов происходят небольшие изменения средних расстояний между молекулами и валентных расстояний между атомами, связанные со значительными изменениями внутренней энергии. Напротив, при чистой высокоэластической деформации большие удлинения происходят без изменения валентных расстояний, при постоянстве внутренней энергии (во всяком случае, при удлинениях до 3 раз). Лишь у идеальных газов можно также осуществить большие обратимые сжатия под действием небольших напряжений без изменения внутренней энергии. Сжатый газ в замкнутом пространстве после снятия давления вновь возвращается к первоначальному объему благодаря тому, что этот процесс соответствует переходу в наиболее вероятное состояние и происходит с увеличением энтропии. Легко видеть, что механизм упругих деформаций газа, несмотря на внешнее несходство, вполне аналогичен механизму эластической деформации каучука, причем модуль [c.228]

В стеклообразном состоянии (см. рис. 29) при малых напряжениях в полимере возникает только упругая деформация с модулем Юнга 200—600 кгс/мм (для стали модуль Юига равен 20 ООО кгс/мм--). При больших напряжениях деформационные свойства. аморфных полимеров сложнее В стеклообразном состоянии, в котором пластмас-сы находятся при обычных, а каучуки и резины при низких температурах, растяжение аморфного полимера (рис. 33) внешне пронсходит так же, как и кристаллического, Когда условное напряжение достигает так называемого предела вынужденной эластичности (точка А), в наиболее слабом месте образца образуется шейка , в которую постепенно переходит весь образец (участок А Б). Затем тонкий образец еиде несколько растягивается до разрыва (участок ББ). [c.69]

С учетом соотношения р=пМ (где р — плотность каучука, а М — масса 1 моля цеп.ч) выражеппе для модуля Юнга примет вид [c.77]

Высокополимерные материалы (например, каучук, целлюлоза и ее производные) при их деформации не подчиняются ни закону вязкости Ньютона, ни закону Гука. Нарушение обоих законов проявляется в том, что коэффициент вязкости (при рассмотрении тела как вязкого) и модуль Юнга (при рассмотрении тела как упругого) зависят от времени (от скорости и длительности деформации). При равновесном или стационарном процессе, согласно самому смыс [у этих определений, влияние времени исключено. Следовательно, рассматриваемое явление есть явление неравновесное или нестационарное. Суш,ествующее в механике непрерывных сред определение понятия вязкости, непосредственно связанное с законом вязкости Ньютона, относится к стационарным процессам деформации. [c.214]

К противоположному случаю относятся мягкие (или пластифицированные) каучуки, обладающие модулем Юнга примерно от 10 до 10 дин/см и обратимой эластичностью с удлинением до нескольких сот процентов. Если такой материал растянуть до некоторой длины в пределах умеренного растяжения и затем понижать температуру, поддерживая длину постоянной, то напряжение будет падать пропорционально понижению абсолютной температуры. Согласно ур. (XVII, 3), это означает, что в данном случае изменение внутренней энергии, связанное с этим напряжением, равно нулю. Следовательно, сила, стремящаяся сократить длину растянутого каучука, всецело обусловлена уменьшением энтропии его при растяжении. Иначе говоря, это означает, что гибкие цепи макромолекул имеют в растянутом каучуке меньшее число возможных конформаций, чем в нерастянутом. Ввиду того что внутренняя энергия каучука не изменяется при растяжении, затрачиваемая при этом работа должна целиком превращаться в теплоту и, следовательно, каучук должен при растяжении нагреваться это и подтверждается опытными данными. [c.568]

Однако методы ультразвукового контроля не ограничиваются только одной дефектоскопие . Так, измеряя скорость распространения и коэфф1 циент поглощения ультразвука в различных средах, можно судить об упругих параметрах последних—плотности, вязкости и модуле упругости, ибо они-то и определяют величины скорости и поглощения ультразву овых колебаний. При этом появляется возможность связать данные подобных измерений со структурой испытуемых материалов. Например, но величине поглощения звука в металлах мож то определять величину зерна, а следовательно, и структуру исследуемого металла. По данным измерений скоростей распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн определяют упругие константы (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) металлов и таких материалов, как каучук, пластмасса, стекло, фарфор, лед. А так как подобные измерения позволяют исследовать также шнетику процессов, происходящих в твердых телах, то этим методом можно контролировать напряженное состояние материала, например измерять модули упругости сильно нагруженных железобетонных или стальных конструкций. [c.8]

Свойства. В отличие от обычных (мягких) резин, Э. находятся при комнатной темп-ре в стеклообразном состоянии. Теми-ра, при к-рой заметно проявляются высокоэластич. свойства Э. (55—110 С), зависит от типа каучука, наполнителя, содержания свя.занной серы, степени вулканизации. Наибольшей теплостойкостью характеризуются Э. из бутадиен-нитрильных каучуков, наименьшей — из натурального каучука. В оптимально свулканизованном Э. содержатся только моно- и ди-сульфидные связи, образующиеся на конечных стадиях процесса в результате распада и перегруппировки ноли-сульфидных. Частота вулканизационной сетки в Э. значительно выше, чем в мягких резинах. От содержания связанной серы (коэфф. вулканизации) зависят, помимо теплостойкости, модуль Юнга и степень набухания Э. в растворителях. Э. существенно превосходят обычные резины по механич. ирочпости. Твердость Э. приближается к твердости металлов и пластиков. Э., особенно ненаполненные, имеют хорошие диэлектрич. свойства. Нек-рые характеристики Э. приведены ниже [c.451]

В то время как Джексон и Колдуэлл изучали явление антипластификации на примере поликарбоната, появился ряд работ 1 1 , в которых было показано, что при введении в поливинилхлорид (ПВХ) бутадиен-акри-лонитрильного каучука СКН-40 скорость звука, динамический модуль Юнга и разрывная прочность композиции возрастают при увеличении концентрации этого полимерного пластификатора, если температура системы полимер — пластификатор ниже Гg. Эти результаты находились в серьезном противоречии с работами Джексона и Колдуэлла. [c.129]

Рыхлость сетчатой структуры каучуков обусловливает также трудность выделения упругих деформаций, подчиняющихся закону Гука, при измерении модуля упругости первого рода (модуля Юнга). Действительно, при частоте 10 Мгц модуль упругости бутадиен-стирольпого каучука [61 ] составляет —500 кгс1мм , тогда как при испытании в обычных условиях его значение примерно в 100 раз меньше. Это объясняется тем, что испытания при высокой частоте позволяют выявить деформацию приблизительно за 10 сек., т. е. за время, в течение которого звенья цепи в редкой сетке полимера не успевают перестроиться и поэтому измеряется только упругая, мгновенно обратимая (точнее, со скоростью звука) деформация. [c.68]

Вуд предположил [122а], что такое низкое значение скорости звука в каучуке, которое основывается на некоторых старых опытах Экснера [29а], относится к стоячей волне вдоль каучукового стержня. Это согласуется с малым значением модуля Юнга в каучуке. Скорость волны сжатия можно рассчитать из выраже- [c.28]

В 1944 г. Лиска [68] опубликовал исследование о влиянии низких температур 1 а модуль Юнга, а также библиографию по вопросу о влиянии низких температу ) на различные механические св01 ства каучука. Этот автор занимался непосредственным определением температуры хрупкости протекторной смеси из 0К-5 и натурального каучука. Оказалось, что температура хрупкости при относительно низком содержании серы (3% не зависит от времени вулканизации резины. [c.53]

В последнее время в лабораториях фирмы Файрстон [31, 86] разработана аппаратура для определения модуля Юнга, применимая для исследования кристаллизации нерастянутого каучука. [c.94]

Кристаллизация сопровождается увеличением твердости. Конан и Лиска [31] на невулканизованном натуральном каучуке показали характер изменения модуля Юнга при кристаллизации полимера. Подобные же результаты исследования неопрена GN получены Лиска [86]. [c.107]

К противоположному случаю относятся мягкие (или пластифицированные) каучуки, обладакадие модулем Юнга примерно от 10 до 10 дин1см и обратимой эластичностью с удлинением до нескольких сот процентов. Если такой материал растянуть до некоторой длины в пределах умеренного растяжения и затем понижать температуру, поддерживая длину постоянной, то сила будет падать пропорционально понижению абсолютной температуры. Согласно ур. (XVII, 4), это означает, что в данном случае изменение внутренней [c.576]

Объем д к юрмируемого материала, как уже указывалось в предыдущих параграфах, меняется либо незначительно, либо совсем не меняется в области сравнительно небольших удлинений. Малое изменение объема и связанное с этим малое изменение внутренней энергии образца отличает его поведение от поведения при де рмации упругих тел. Достаточно взглянуть на значения модуля Юнга для различных материалов, чтобы убедиться, что каучук далеко уступает истинно упругим телам по величине модуля, которая, по-существу, близка величине модуля для газов. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология