Механические свойства, измерение при малых деформация

Методы измерения механических свойств коллоидов и растворов высокомолекулярных соединений делятся на две группы 1) методы измерения вязкости, 2) методы определения механических свойств при напряжениях ниже предела текучести и методы определения предельного напряжения сдвига. Первая группа методов основана на измерении значительных деформаций, во второй группе методов изучаются малые деформации. При измерении вязкости в большинстве случаев задается напряжение и измеряется скорость течения жидкости или скорость движения тела в жидкости. Исключение составляют методы измерения аномалии вязкости, устанавливающие зависимость вязкости от скорости или, точнее, от градиента скорости течения жидкости. В этом случае к испытуемому раствору или суспензии прикладывается ряд напряжений. При измерении упругости или предельного напряжения сдвига также прикладываются переменные напряжения и измеряется величина деформации или наименьшее напряжение, вызывающее течение. [c.191]

Пористые пластины. Межклеточная жидкость хряща выдавливается при сжатии [5], поэтому его механические свойства, получаемые из непосредственных измерений, в сильной степени зависят от любого препятствия, оказываемого потоку экспериментальной аппаратурой (т. е. сопротивления сверх того, которое присуще самой ткани). Измерение истинных механических свойств ткани при значительных деформациях предполагает, что ее сжатие происходит в направлении совершенно свободно проницаемых пластин (т. е. они оказывают нулевое или пренебрежимо малое сопротивление потоку), которые не вызывают никакого искривления поверхности ткани во время сжатия. В этом случае можно предполагать, что ограниченное сжатие ткани будет преимущественно приводить к возникновению полей одноосного потока и небольшого бокового потока внутриклеточной жидкости. [c.394]

Выяснить, есть ли пространственная структура в данном теле, можно с помощью измерения механических свойств или по картине развития деформации сдвига под действием постоянного напряжения, постепенно увеличивающегося от опыта к опыту. Для жидкости при действии сколь угодно малых напряжений за время, большее периода релаксации, устанавливается стационарное течение с постоянной вязкостью, не изменяющейся при возрастании напряжений. [c.175]

Механическая прочность пленок. Как показано ранее (стр. 01) по мере увеличения содержания в системе ПАВ в узком интервале концентраций устойчивость тонких жидких слоев значительно возрастает. Можно предполагать, что в той же самой области наступает изменение механических свойств пленок. Попытка оценить влияние на устойчивость механических свойств адсорбционного слоя, определяемых путем измерения поверхностной вязкости и прочности на межфазных границах больших размеров, не привела к положительному результату, поскольку измеряемые эффекты слишком малы и деформация под действием сдвиговых напряжений не соответствует элементарному акту процесса разрыва. Разрушению тонкого жидкого слоя всегда должно предшествовать появление более тонкой локальной области— слабого места, скорость залечивания которого меньше, чем скорость разрыва пленки. Для устойчивости решающее значение имеют физико-механические свойства, проявляющиеся при сжатии и растяжении адсорбционных слоев — поверхностная эластичность (модуль поверхностного сжатия) и поверхностная вязкость. Последняя величина, зависящая от скорости деформации, характеризует процесс релаксации молекул ПАВ в адсорбционном слое, а также диффузионный обмен, происходящий в пленке при изменении ее толщины под действием внешней нагрузки . [c.112]

Другим фактором является амплитуда деформаций (или напряжений). Как общее правило, измерения стремятся проводить таким образом, чтобы получаемые результаты не зависели от амплитуды, т. е. при малых деформациях. Это, конечно, не исключает необходимости контроля, т. е. выполнения измерений при различных деформациях с целью экспериментального доказательства линейности свойств изучаемого объекта (т. е. пропорциональности амплитуд напряжений я деформаций). Однако для тех или иных конкретных практических или теоретических задач возникает проблема измерения механических характеристик полимерных материалов в нелинейной области — при больших деформациях , варьируемых в ходе эксперимента. Понятие о больших или малых деформациях не является абсолютным, граница между ними зависит от конкретной структуры исследуемого объекта и определяется тем, сохраняются ли еще измеряемые показатели механических свойств постоянными при некоторой деформации (и фиксированной частоте) или начинают меняться при увеличении амплитуды. [c.105]

Если во всех экспериментах применяется один и тот же режим охлаждения (непрерывный или с остановками), то положение области стеклования на температурной шкале для всех свойств совпадает и не зависит от частоты механических или ультразвуковых колебаний. Вообще механические, электрические и другие виды силовых воздействий из-за самой природы структурного стеклования не влияют на Тс, если эти внешние воздействия достаточно малы. При оценке многих механических воздействий, например при измерении модулей упругости, необходимо считаться с тем, что только малые напряжения и деформации практически не влияют на структуру полимеров и, следовательно, на температуру стеклования. [c.87]

Результаты изучения деформации растяжения при постоянном значении е в образцах ПММА, содержащих О—2,2% воды, указывают на то, что изменение механических свойств довольно нечувствительно к е, если их описывать в терминах приведенных переменных при промежуточных деформациях. При малых временах или непосредственно перед разрывом образцы с более высоким содержанием воды обладают несколько повышенной податливостью. Из измерений двулучепреломления следует, что при малых временах степень ориентации велика. [c.526]

Другие, не упомянутые здесь свойства могут быть включены в настоящую систему. Так, для конкретного материала пластмассы оказывается, что трение связано с параметром механических потерь измеренным при малых периодических деформациях, твердость является функцией характеристик податливости, а сопротивление истиранию зависит от параметра потерь, характеристик податливости и плотности. [c.58]

Однако химики-исследователи изучают механические свойства отдельных полимерных материалов в зависимости от их молекулярных параметров, как, например, строения, молекулярного веса, формы, молекулярной и надмолекулярной структуры и т. д., поскольку указанные свойства определяются именно этими факторами. В качестве предварительной характеристики изменения полимера под действием механических сил служит определение изменения деформации во времени — определения линейной, нелинейной деформаций и процесса разрушения. Линейная деформация наблюдается в области малых напряжений и деформаций она характеризуется зависящим от времени модулем эластичности и коэффициентом Пуансона или модулем Юнга и модулем сдвига. Методами определения линейной деформации являются опыты на растяжение, изгиб, кручение, измерение твердости и т. д. Все измерения этого типа основаны на определении модуля эластичности. Нелинейные деформации полимеров до сих пор не были установлены в чистом виде обычно их надо учитывать как фактор, искажающий результаты при определении линейной деформации или при явлениях разрушения. Физическое описание процессов разрушения наиболее сложно, так как, например, хрупкое разрушение объясняется в основном наличием неоднородностей и слабых мест, которые и определяют характер разрушения. Любое тело, кажущееся однородным, в действительности обладает большим числом мелких дефектов, в которых начинается всякое хрупкое разрушение (трещина) и через которые оно разрастается. Поэтому по разрывной прочности никогда нельзя делать выводы о теоретически ожидаемой прочности связи. В соответствии с этим исследование процессов разрушения не может быть использовано для изучения зависимости свойств полимеров от их строения, молекулярного веса и т. д., так как разрушение поли- [c.199]

Динамические механические свойства испытываемого материала обычно выражают в виде зависнмостей О и G" от частоты при постоянной температуре или от температуры при постоянной частоте. Основное отличие динамических испытаний от статических состоит в том, что при статических испытаниях б качестве независимого переменного выступает время, а не частота. Если измерения проводятся в области относительно малых амплитуд деформаций (для пластмасс 0,1 — 1%, для эластомеров 10—100%), то напряжения пропорциональны деформациям. Поэтому различие между статическими и динамическими измерениями в этом случае связано не с принципиальными особенностями поведения исследуемого материала при деформациях разного типа, а лишь с практическими удобствами. В линейной области механического поведения вязкоупругих тел всегда можно установить корреляцию между динамическими и статическими свойствами исследуемого объекта. Гросс приводит следующие формулы, связывающие динамический модуль со статической функцией G t) [c.296]

Для сравнительно быстрого проведения испытаний, учитывая поверхностный характер действия света, целесообразно применять тонкие (0,1—0,3 мм) пленки вулканизатов. В качестве очень чувствительного показателя изменений механических свойств при старении можно применять статический модуль, проводя измерения в процессе старения на одном и том же образце Во избежание заметного необратимого разрушения структуры вулканизата при растяжении нужно давать образцу малые деформации ( 10%). [c.285]

Для получения количественной однозначной оценки свойств материала недостаточно измерения условных показателей его жесткости , податливости или вязкости , а необходимо воспользоваться какой-либо достаточно общей моделью механического поведения полимера как сплошной среды, измерить константы, входя щие в эту модель как основные количественные характеристики материала, и установить их взаимосвязь с его строением и составом. Такими общими простейшими моделями поведения среды может быть упругое (гуковское) тело, свойства которого определяются модулями упругости, вязкая (ньютоновская) жидкость, показателем поведения которой служит ее вязкость, и линейное вязкоупругое тело, характеризуемое набором значений времен релаксации и отвечающих им величин модулей (релаксационным спектром) или различными вязко-упругими функциями. Последняя модель наиболее важна для полимерных материалов, однако ее применимость ограничена областью малых деформаций и напряжений, в которой эти величины пропорциональны друг другу (т. е. связаны между собой линейно). [c.142]

Теория линейных вязкоупругих свойств оказалась весьма плодотворной для объяснения ряда механических свойств полимеров. Эта теория дала возможность однозначно рассмотреть механические свойства полимеров при малых деформациях и низких напряжениях, интерпретировать надлежащим образом результаты, полученные при различных методах измерений, и сопоставить их, а также предсказать (при наличии удовлетворительных результатов измерений), как будет вести себя соответствующий полимер при любых механических нагрузках. Лишь развитие этой теории (1940—1950 гг.) дало возможность получить общее представление о механических свойствах полимеров. [c.615]

Поскольку разрывные машины являются основным и наиболее универсальным оборудованием лаборатории механических испытаний, их описанию посвящен самостоятельный раздел. В нем освещаются конструктивные особенности, общие для целого ряда испытательных машин и приборов, применяемых для резины. Они связаны со спецификой механических свойств, как-то необходимостью измерений сравнительно малых нагрузок и больших деформаций, строгого учета времен и скоростей нагружения, поддержания равномерного распределения температур в термостатах сравнительно больших объемов, а также с особенностями крепления образцов при испытании. [c.126]

Особенно широкое распространение получил хлоридсеребряный электрод, который имеет наиболее воспроизводимые после водородного электрода значения потенциала. Поэтому он часто используется в качестве внутреннего вспомогательного электрода при изготовлении других электродов, например стеклянного. Его можно применять для измерений как в водных, так и в неводных растворах, в потоке жидкости, изготовить очень малых размеров. Недостатком электрода является зависимость термодинамических характеристик от физических свойств твердой фазы, таких как механическая деформация, кристаллическая структура, способ приготовления и др. До сих пор нет метода изготовления идеального хлоридсеребряного электрода. На практике применяют три основных метода электролитический, термический и термоэлектрический. [c.123]

Третий возможный способ оценки линейности или нелинейности механического поведения полимеров связан с обобщением релаксационных кривых. Обычно опыты по изучению релаксационных свойств полимеров охватывают небольшую часть временной шкалы, доступной и удобной для измерения вязкоупругих свойств. Для прогнозирования релаксационных свойств полимера в области больших времен используется принцип температурно-временной аналогии. При этом также можно проследить, влияют ли переходы, обнаруживаемые статическими релаксационными методами, на соблюдение этого принципа. Обобщенные кривые релаксации напряжения строят в координатах 1д р—lg//йт, где аг —фактор сдвига. Построение осуществляется сдвигом релаксационных кривых в координатах lg p—вдоль оси lgi. Опыты показывают [4, 16, 18], что для теплостойких полимеров принцип температурно-временной аналогии достаточно хорошо выполняется как при малых, так и при больших значениях деформаций. Переходы, обнаруживаемые статическими релаксационными методами, не препятствуют выполнению принципа температур-но-временной аналогии. [c.204]

Разнообразные способы измерения механических свойств дисперсных и высокомолекулярных систем делятся на две группы методы малых и методы больших деформаций. Первые используются для исследования систем ниже предела текучести и в начале течения., вторые — для вискозиметрирования. Методы первой группы основаны на измерении сдвига пластинки, погруженной в систему (прибор Вейлера — Ребиндера, метод Толстого), кручении цилиндра, подвешенного на упругой нити (прибор Шведова, эластовискозимер Виноградова), вытягивании цилиндра (пластометр Великовского), погружении конуса (прибор Ребиндера), наблюдения затухания колебаний цилиндра в испытуемой системе (эластовискозиметр Трапезникова), сжатия (весы Каргина) или растяжения образцов испытуемых материалов. Измеряются также отдельные показатели свойств при малых деформациях. В капилляре и ротационном вискозиметре Воларовича можно измерить предельное напряжение сдвига. При исследовании технических полимеров широко пользуются измерением растяжения и критического значения растягиваю-ш,его напряжения. [c.256]

Измерения при очень малых деформациях. Резонансный метод определения модуля упругости и потерь на внутреннее трение (т. е. tgo) широко применяется для измерения механических характеристик не только пластмасс, но и других материалов. Опыт, накопленный при создании установок и измерении специфических свойств различных веществ, может оказаться полезным при разработке соответствующих схем определения характеристик пластмасс. Так, метод резонансных (так же, как и свободнозатухающих) колебаний часто используется для оценки упругости и демпфирующей способности металлов, причем особый интерес здесь представляет измерение очень малых потерь, отвечающих диапазону значений tgo порядка 10 —10-2, jjpjj переменной амплиту- [c.155]

Образцы i -1,4-полибутадиена, наполненные сажей, по сравнению с ненаполненпыми обнаруживают 1) более высокую скорость звука при любой температуре, 2) те же температуры перехода Ts и Tj. Кроме того, кривая зависимости от Т для наполненных образцов становится более асимметричной в области более высокого рассеивания. Из этих и подобных измерений, проведенных на других каучуках, можно сделать вывод, что температуры перехода, по-видимому, мало изменяются при введении сажи. Температурные коэффициенты скорости звука и коэффициента затухания, а также положение точки перехода в стеклообразное состояние (Tg) остаются неизменными после введения активной сажи. Это показывает, что подвижность сегментов цепи не зависит от присутствия частиц наполнителя в противном случае должно наблюдаться изменение указанных выше величин и смещение Tg, как и при изменении подвижности молекул . Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что силы, ответственные за улучшение механических свойств резин, содержащих активные наполнители, имеют преимущественно физическую природу химические связи, по-видимому, не имеют большого значения, особен но при низких или средних деформациях, которым подвергается на практике большинство резиновых изделий. [c.113]

По объемно-механическим свойствам смазка сильно отличается от обычных мыльных смазок при повышении скорости деформации вязкость смазки не падает, как у большинства пластичных смазок, а остается постоянной. Последнее указывает на отсутствие структурного каркаса в смазке или, точнее, на очень плохую ее механическую стабильность. В результате даже при самых малых механических воздействиях смазка разжижается. Непосредственные измерения механической стабильности подтверждают сказанное. Так, предел прочности у неразрушенной смазки 5А равен 10—20 Г1см . После перемешивания в мешалке от прибора К-2" (ГОСТ 7143—54) он уменьшается до 0,8—2Г1см . Точно так же в несколько раз уменьшается вязкость смазки. У других смазок, в тем числе фторуглеродных (например, № 8), такое перемешивание практически не влияет на прочностные и вязкостные характеристики. [c.323]

Реометрический механический спектрометр типа RMS-605 фирмы Реометрик (США) используется для оценки и контроля вязкоупругих свойств резиновых смесей и их изменений в процессе вулканизации. Образец испытуемого материала помещается между двумя параллельными полуформами (верхней и нижней) с эксцентрично расположенными дисками (оси дисков смещены на некоторое расстояние), которые вращаются в одном направлении с одинаковой скоростью. При этом образец испытывает синусоидальное колебание измеряя силы, действующие вдоль трех основных осей, можно рассчитать действительную и мнимую компоненты модуля упругости при сдвиге и определить эффекты нормального напряжения. Измерения на приборе могут проводиться в широком диапазоне амплитуд деформации, частот и температур на образцах малых размеров. Оператору требуется несколько минут для загрузки образца и задания условий испытаний, далее процесс полностью автоматизирован. [c.499]

Поскольку новые методы исследования тесно связаны со стереорегулярностью полимеров, в книге приведена отдельная глава но определению микротактичности. Только одна глава книги — фракционирование—составлена с препаративной точки зрения. Но даже в этом случае выбраи один метод — экстракционная хроматография применительно к полиолефинам. В шести главах изложены методы, которые можно отнести к категории оптических. К ним относятся использование поляризованного излучения и дейтерированных образцов в инфракрасной спектроскопии, двойное лучепреломление и светорассеяние твердыми полимерами, дисперсия оптического вращения, поляризационная флуоресценция, дифракция рентгеновских лучей под малыми углами и дифракция электронов. В главе о ядерном магнитном резонансе рассматриваются только спектры высокого разрешения. Двумя термометрическими методами являются дифференциальный термический анализ и новый метод измерения тепловых эффектов при механической деформации. Остальные пять глав посвящены свойствам растворов и некоторым другим свойствам светорассеянию и осмометрии при повышенных температурах, ультрацентрифугированию в градиенте плотности, двойному лучепреломлению в потоке, эластоосмометрии и полимерным монослоям. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология