Упругие волны в полимерах

При теоретич. рассмотрении Т. твердых полимеров (как кристаллических, так и стеклообразных) используют иредставления, разработанные для твердых диэлектриков. Согласно этим представлениям, Т. обусловлена распространением и рассеянием упругих волн (фононов), вызываемых тепловыми колебаниями составляющих тело частиц. При низких темп-рах, когда средняя длина свободного пробега фононов велика по сравнению со средними расстояниями менаду атомами и молекулами, се значение определяется двумя видами взаимодействия фонон-фононным и фононов с дефектами. Колебания структурных единиц предполагаются коллективными. При Г—>0 Я-+0 при этом для каждого вещества ниже нек-рой характеристической темп-ры Дебая на температурной зависимости X наблюдается максимум, обусловленный рассеянием фононов на г )аницах кристаллов или др. дефектах. Выше темп-ры Дебая X i T, что определяется фонон-фо1[онным взаимодействием. [c.300]

Скорость распространения и коэффициент поглощения упругих волн в полимерах [c.9]

В предыдущем разделе рассматривалось идеально хрупкое тело и рассеяние энергии упругих волн, возникающих в нем при росте трещин. В реальных хрупких телах наблюдаются, кроме того, потери энергии, связанные с пластическими деформациями (а в случае полимеров—и с вынужденноэластическими) в местах перенапряжений, особенно в вершинах микротрещин. Таким образом, при разрушении твердых тел наблюдаются три основных типа потерь [c.25]

Упругие волны в полимерах заметно затухают. При этом наблюдается значительная частотная зависимость (дисперсия) скорости звука. Выражение для смещения [c.235]

Упругие волны в полимерах заметно затухают наблюдается отчетливо выраженная частотная зависимость (дисперсия) скорости звука. Выражение для смещения частиц в случае волны растяжения, распространяющейся в направлении оси х, можно представить в виде [c.9]

Изложенные общие представления лежат в основе существующих теорий температурной зависимости теплопроводности полимеров. Подход, основанный на рассмотрении коллективных колебаний структурных единиц, оправдан для низких температур, когда длина свободного пробега упругих волн велика по сравнению со средними расстояниями между ними. С повышением температуры длина свободного пробега уменьшается и становится одного порядка со средними расстояниями между атомами и молекулами. В этом случае правомерен и жидкостный подход. [c.69]

Одним из основных параметров, характеризующих вязкоупругое поведение полимеров, являются динамические модули упругости, модули потерь, tgo, а также скорость и поглощение звуковых волн. [c.238]

Определение динамического модуля упругости и тангенса угла механических потерь на установке с использованием принципа бегущих волн. Обычные методы и установки [33] для исследования динамических механических свойств полимеров не дают возможности определять модуль упругости Е и тангенс угла механических потерь tg б в широком интервале достаточно высоких частот при одноосном растяжении. Для измерения и tg б в интервале частот от 100 до 40 ООО Гц разработана установка с использованием принципа бегущих волн 31]. Особенностью установки является возможность испытания деформированных образцов. Сущность метода заключается в том, что вдоль образца движется каретка, в которой с противоположных сторон закреплен вибратор и приемник при помощи генератора в образце создается бегущая продольная волна, которая фиксируется приемником. [c.235]

Акустические характеристики. Скорость распространения продольных звуковых волн (ЗВ) определяется по ф-ле с= A/p, где р — плотность, К— коэфф., учитывающий упругие свойства среды. В полимерных материалах, свойства к-рых отличаются от свойств идеально упругой среды, характер распространения ЗВ зависит не только от параметров К ж р, но и от вязкости, вязкоупругости, пластичности, а также от степени структурной неоднородности полимеров и их композиций. Все это обусловливает процессы дисперсии, интерференции и рассеяния ЗВ, их преломление и отражение на границах, где физико-механич. свойства среды изменяются вследствие ее структурной неоднородности. В связи с этим для полимеров характерна зависимость с от длины ЗВ X (геометрич. и физико-механич. дисперсия). [c.26]

Рассмотрим случай, когда ют- 0. Тогда поглощение, приходящееся на длину волны, обращается в нуль и с = с . Заметим, что для полимеров это условие соответствует низким частотам и высоким температурам (так как именно при достаточно высоких температурах т -> 0). Следовательно, продольный модуль упругости = рс в этом случае равен равновесному модулю /-о- Обычно это имеет место, когда измерения проводятся на сравнительно низких частотах, а исследуемый полимер находится в высокоэластическом состоянии. [c.28]

В отличие от дифференциальных операторов модуля упругости типа (58) и (59), можно получить и иную форму для оператора модуля, которая является не менее важной для описания вязкоупругого поведения полимеров, чем выражения (58) и (59). Рассмотрим, например, распространение сдвиговых волн. В этом случае связь между [c.30]

Коэффициент теплопроводности К — количественная характеристика эффективности процесса переноса теплоты от более нагретых к менее нагретым участкам среды, в которой поддерживается градиент температуры. В твердых диэлектриках, к которым относится и большинство органических полимеров, теплота передается в основном по механизму распространения упругих (акустических) волн, что формально выражается уравнением Дебая [56, 124] [c.110]

Установлено, что коэффициенты теплопроводности аморфных полимеров (рис. 10.1, 10,2) с повышением температуры до области стеклования увеличиваются, а у частичио-кристалличе-скнх полимеров (рис. 10.3, 10,4) уменьшаются вплоть до температуры плавления. Следовательно, характер температурной зависимости X качественно согласуется с зависимостью для низкомолекулярного неметаллического образца, где теплопроводность рассматривается как результат колебательных движений молекул. В диэлектриках механизм теплопроводности — это колебания атомов около положения равновесия в решетке, иначе говоря, тепловое движение в них связано с распространением плоских упругих волн, длпны которых зависят от степени теплоизоляции и температуры. Эти упругие волны, распространяясь от горячей части полимера к холодной, переносят определенную порцию энергии и этим выравнивают температуру образца, что для кристаллических и аморфных полимеров происходит по-разному. Для первых [c.255]

Реализуемые в У. а. нелинейные эффекты инициируют и ускоряют окислит.-восстановит., электрохим., цепные, с участием макромолекул и др. р-ции. Акустич. колебания оказывают значит, влияние также на течение мех., гидромех., тепловых и массообменных процессов хим. технологии. При этом воздействие упругих волн м. б. различным стимулирующим, если ультразщтс - движущая сила процесса (напр., диспергирование, коагуляция аэрозолей, очистка твердых пов-стей, распьшивание, эмульгирование) интенсифицирующим, если ультразвук лишь увеличивает скорость процесса (напр., кристаллизация, получение чистых полупроводниковых материалов, перемешивание, растворение, сорбция, сушка, травление, экстракция, электрохим. осаждение металлов) оптимизирующим, если ультразвук только упорядочивает течение процесса (напр., фанулирование, центрифугирование). Кроме того, У. а. применяют также для дегазации (напр., р-ров смол, расплавов стекла), металлизации и пайки материалов, сварки металлов и полимеров, размерной мех. обработки хрупких и твердых материалов и т. д. [c.35]

Эта формула представляет собой известный закон кубов Дебая. Она хорощо согласуется с экспериментальными данными для очень многих твердых тел. Однако вопрос о границах нрпменпмости формулы Дебая до конца ие решен. На самом деле формула (4.22) хорошо согласуется с экспериментальными данными не при <00/12, а при более низких температурах. Теплоемкость реальных твердых тел обычно хорошо описывается формулой Дебая лишь при Г 0о/5О, а иногда при Т вв/ЮО. Для полимеров закон кубов Дебая выполняется, как правило, в очень узком интервале температур, лишь на несколько градусов превышающих О К. Хорошее согласие теории Дебая с экспериментальными данными при очень низких температурах связано с тем, что при Т—>-0 в решетке возбуждаются такие колебания, которым соответствуют достаточно большие длины упругих волн, значительно превышающие основные параметры решетки. [c.111]

При передаче тепла в полимерах возможны механизмы теплопроводности характерные для жидкостей (активированный процесс диффузии) и твердых диэлектриков (распространение упругих волн). Имеется ряд работв которых сделана попытка создать [c.72]

Ускорение химич. реакций в упруго напряженном материале вызвано увеличением внутренней энергии системы, т. е. смещением уровней энергии внутри-и межмолекулярных взаимодействий. Так, по калори-метрич. данным внутренняя энергия при растяжении пленок полимеров может увеличиться на несколько кджЫоль, а при воздействии ударных волн — на де- [c.119]

Поляризационно-оптический метод определения напряжений основан на том, что некоторые изотропные прозрачные материалы (стекло, отвержденные эпоксидные, фенолоформальдегидные, оли-гоэфирные смолы и многие линейные полимеры) в напряженном состоянии становятся оптически анизотропными. Луч поляризованного света, проходящий через слой напряженного материала, разлагается на два взаимно перпендикулярных луча, распространяющихся с различными скоростями. Возникающая при этом оптическая разность хода в области упругих и высокоэластических деформаций полимеров пространственной структуры пропорциональна напряжению [24, с. 190 25, с. 11 26]. Разность хода определяется при просвечивании оптически активного материала в круговом полярископе, состоящем из источника света, поляризатора, пластинки в Д длины волны (к), дающей поляризованный по кругу свет, компенсирующей пластинки Х/4, анализатора и экрана. Если оптические оси поляризатора и анализатора составляют друг с другом угол в 90°, а напряженный материал помещен между пластинами Х/4, то на изображении модели на экране появляется интерференционная картина—чередование темных и светлых полос при монохроматическом источнике света и цветных при белом свете. [c.54]

При полимеризации под действием света большое значение имеет длина волны [2968, 3259] и температура [3259]. Фотонолпмерпзацпя протекает только при температуре ниже 12,5° при более высокой температуре она сильпо замедляется и наконец прекращается совсем. Подобное ингибирующее действие оказывает также и хшслород [3259]. Активным является свет с длиной волны от 2537 до 3000 А. При действии такого света получают упругий полимер, обладающий хорошими свойствами. В противоположность этому, ультрафиолетовые лучи с длиной волны 2000 А, получаемые от обычной ртутно-кварцевой лампы, способствуют разложению мономера. При действии этих лучей отщепляется хлористый водород и получающийся при этом продукт представляет собой, по всей вероятности, полимер винилацетилена. Согласно другим авторам [2968], в результате облучения мономера светом [c.624]

Была установлена [30, 32] теоретическая зависимость молекулярной ориентации от скорости распространения продольной звуковой волны в волокне. Сравнительное изучение величин модуля продольной упругости, определеиных различными методами для широкого класса полимеров, позволило [31] установить, что почти во всех случаях акустический модуль намного выше, чем модуль, определенный различными механическими методами, что видно из приведенных в табл. 8.2 данных. [c.239]

Если бы поведение полимеров в стеклообразном состоянии являлось идеально упругим, то модуль упругости полимерного материала при температуре ниже температуры стеклования не зависел от временного режима испытания или от частоты колебаний при частотных испытаниях. Между тем такая зависимость проявляется. Для примера можно привести данные Раппа [29] для полиметилметакрилата, температура стеклования которого 7 с = Ю5°С [26]. Модуль упругости исследовавшегося материала, по данным статических испытаний, составлял 3,1-10 кГ1см -. При частоте 2,5 мггц модуль Юнга определялся по скорости прохождения ультразвуковых волн по формуле [c.28]