Высокоэластичность теории

Природа высокоэластичного состояния хорошо характеризуется кинетической теорией упругости каучука. Согласно основным представлениям этой теории, при растягивании каучука происходит распрямление и сближение цепей, в то время как тепловое движение частиц, и в частности в.кг/мп вращение отдельных звеньев цепей, проти- [c.574]

Надо отметить, что с этих позиций различные научные теории, количественно описывающие физические явления, представляют собой математические модели природы. Примерами таких теорий являются кинематическая теория газов, кинетическая теория высокоэластичности резин, модель атома Бора, молекулярные теории полимерных растворов и каждое из уравнений переноса, рассмотренное в этой главе. Все они, как и всякая математическая модель, содержат упрощающие предположения. Например, в уравнениях переноса содержится допущение о сплошности среды и, что еще более неточно, необратимые процессы считаются локально равновесными. Важнейшим различием между математическим моделированием природных явлений и математическим описанием технологических процессов являются требуемый уровень точности и, конечно, уровень общности явлений, описываемых в том и другом случаях. [c.113]

Для выхода из тупика потребовалось разработать молекулярную теорию высокоэластичности это дало резкий толчок к [c.9]

Предположение о статистической независимости цепей, лежащее в основе классической теории высокоэластичности, эквивалентно предположению средняя сила натяжения цепи сетки такая же, что и у изолированной цепи, концы которой закреплены в средних положениях узлов, а действие внешних сил передается на цепи сетки только через узлы. Первое предположение — о силе натяжения— приближенно верно и в сетке взаимодействующих цепей. Второе предположение — о передаче сил — очевидно, неверно. [c.151]

СРАВНЕНИЕ ТЕОРИЙ ВЫСОКОЭЛАСТИЧНОСТИ [c.154]

Появление элементов кристаллической фазы неминуемо вносит поправки в классическую, чисто энтропийную теорию высокоэластичности нетрудно понять, что это вызвано просто нарушением [c.160]

В классической теории нам не требовались уточнения, обусловленные тем, что макромолекулы подчиняются термодинамике малых систем. Это тоже понятно, ибо такие осложнения могли бы возникнуть при фазовых превращениях (т. е. возникли бы при очень больших удлинениях) или в связи с термокинетическими эффектами, которые были рассмотрены в гл. II и III и в учете которых в данной главе не было необходимости. Эти эффекты в связи с высокоэластичностью будет уместнее затронуть в гл. VI после краткого рассмотрения некоторых свойств полимеров в вязкотекучем состоянии (гл. V). [c.161]

Предположение о статистической независимости цепей, лежащее в основе классической теории высокоэластичности, эквивалентно, [c.111]

Статистическое рассмотрение высокоэластической деформации линейных полимеров. Природа высокоэластичности на молекулярно-кинетическом уровне рассматривается в рамках статистической термодинамики. В простейших статистических теориях полимерную молекулу моделируют в виде бестелесной свободно-сочлененной цепи, отдельные звенья которой подвергаются хаотическому тепловому движению. Статистический расчет вероятности того, что для достаточно многозвенной свободно-сочлененной цепи, один из концов которой закреплен в произвольной точке, а другой находится в элементарном объеме отстоящем от этой точки на расстояние г, приводит к функции распределения Гаусса [c.145]

Таким образом, кинетическая теория высокоэластичности описывает принципиальные особенности механического поведения полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии. [c.147]

В области полимеров физики вместе с физико-химиками больше всего сделали для создания теории специфических механических свойств, и прежде всего высокоэластичности и прочности. Но и здесь развитие физико-химической механики привело к выяснению закономерностей кинетики развития и спада эластической деформации и релаксации напряжения и возникновения пространственных структур [c.209]

Познание процесса создания сетки поперечных связей (вулканизации) в эластомерах явилось одним из краеугольных камней их широкого использования [14]. Количественный анализ характеристик вулканизационной сетки в наполненных резинах стал возможным после разработки А.С. Лыкиным с сотрудниками методов, основанных на совместном применении теории высокоэластичности и теории строения полимерных сеток. С позиций современного уровня химических знаний процессом создания сетки поперечных связей (брутто [c.504]

Согласно классической теории высокоэластичности, напряжение в образце ненаполненного вулканизата, растянутого в X раз, отнесенное к его начальному сечению, определяется из соотношения [c.506]

Кинетическая теория высокоэластичности позволяет установить связь между равновесным модулем и степенью сшивания к [c.507]

Предмет статистической физики полимерных сеток — развитие прежде всего теории высокоэластичности, которую мы в этой главе рассматриваем применительно к сшитым эластомерам. [c.161]

VII. 1. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВЫСОКОЭЛАСТИЧНОСТИ В ГАУССОВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ [c.161]

Классическая теория высокоэластичности исходит из следующих предположений [c.161]

Как видно, первый член этого уравнения аналогичен уравнению (VII. 10) классической теории высокоэластичности и поэтому его трактовка имеет ясный физический смысл. Статистическая теория раскрывает смысл коэффициента =NkT [c.165]

Уравнения статистической физики отдельной макромолекулы мы применили для теории высокоэластичности полимерных сеток, у которых роль отдельных полимерных цепей, связанных между собой химическими узлами, играют цепи сетки — участки полимерных цепей между соседними узлами сетки. Число звеньев и сегментов в таких цепях сетки еще достаточно велико (редкие сетки, характерные для сшитых эластомеров). Классическая статистическая теория высокоэластичности полимерной сетки, предложенная Куном, Марком и Гутом, имеет дело с невзаимодействующими цепями сетки, подчиняющимися гауссовой статистике. Эта модель идеальной сетки, где силы при деформации передаются только через узлы сетки, приводит к чисто энтропийной природе высокоэластичности. [c.173]

Поворотно-изомерная теория дает количественное истолкование физических характеристик макромолекул в растворе — размеров и формы клубков, дипольных моментов и оптических свойств. Теория хорощо согласуется с опытом [2, 3, 5]. Она раскрывает физический механизм растяжения полимеров — высокоэластичность каучука. При растяжении цепи происходит изменение набора ее конформаций. Механизм такого изменения — поворотная изомеризация. Поясним сказанное с помощью одномерной модели макромолекулы. Представим каждое звено стрелкой длиной I, которая может смотреть или вправо, или влево. Одному поворотному изомеру (обозначим его t) отвечают две соседние стрелки, смотрящие в одну сторону, другому (обозначим его s)—две соседние стрелки, смотрящие в разные стороны. Общая длина цепи выражается алгебраической суммой длин всех стрелок. На рис. 3.12, а изображена цепь, состоящая из [c.136]

Экспериментальными методами широко исследованы механические, реологические, тепловые, электрические и другие свойства многих полимерных систем [1—И]. С помощью методов статистической физики решен ряд вопросов о равновесных свойствах полимерных цепей [12, 13]. Многие из экспериментально наблюдаемых закономерностей были достаточно хорошо описаны и частично объяснены теорией с использованием феноменологических и полу-феноменологических моделей и методов (модельная теория вязкоупругих свойств, кинетическая теория высокоэластичности, теория строения сеток, теория релаксационных явлений [1, 4, 15, 16—26] и др.). Ряд задач о неравновесных свойствах полимеров решен методами микротеории 27—36]. Эти исследования с использованием кинетических уравнений на основе упрощенных динамических моделей полимерных цепей касались, как правило, тех физических свойств полимеров, которые обусловлены свойствами макромолекулы и мало зависят от взаимодействия макромолекул между собой. Учет взаимодействия макромолекул путем введения макроскопических параметров упрош,ает рассмотрение, но снижает ценность теории. Поэтому в физике полимеров важно расширение арсенала и сферы приложения экспериментальных методов и построение последовательной и достаточно полной микротеории структуры и физических свойств основных классов полимерных систем. Одним из направлений построения такой теории является исследование физических процессов в полимерах методами кинетических уравнений и теории флюктуаций. [c.351]

Сформулированные простейшие соображения были положены в основу статистической теории равновесной высокоэластичности, развитой применительно к эластомерным сеткам. Основной ее результат в современном редставлении имеет вид [17] [c.48]

Исходя нз теории упругости полимеров, В. А. Каргиным и Г. Л. Слонимским [191] разработана теория трех деформационных состояний стеклообразного, высокоэластичного и вязкотекучего. Температурные интервалы этих состояний зависят от размеров ССЕ, интенсивности внешнего воздействия (скорости нагрева) и других факторов. С целью удобства сопоставлении механической прочности различных НДС, находящихся ниже температуры текучести, предложены стандартные методы, с помощью которых определяют интервал хрупкости, дуктильности и пенетрацию. Поверхностное натяжение является одной из определяющих характеристик для форлМЫ ССЕ тех НДС, в которых обе фазы представляют собой жидкости или жидкость и газ. Поверхностное натяжение веществ находится в зависимости от сил ММВ в них. Поверхностное натяжение жидких тел 1а границе с воздухом сопоставимо с силами ММВ в объеме. Поэтому жидкость под влиянием поверхностного натяжения стремится принять такую форму, при которой ее поверхность при данном объеме будет наименьшей, т. е. сферической. Несмотря на более [c.146]

Равенства (III. 16) и (III. 17) очень важны для теории высокоэластичности, так как позволяют из экспериментальных данных определять изменения энтропии и внутренней энергии при равновесной деформации. Для этого из эксперимента находят серию температурных зависимостей силы Р при различных, но постоянных значениях длины L (или деформациях), затем определяют для любой заданной температуры Т = onst при различных L частные производные (дР1дТ)ь (из наклона касательных, рис. Ш.З), [c.112]

Обилие различных допущений в классической теории сеток всегда было неубедительным. Кроме того, эта теория пренебрегает межмолекулярными взаимодействиями (передача сил) и поэтому более применима к деформации набухших резин, чем ненабухших. Предложенная Бартеневым и Хазановичем теория высокоэластичности исходит из представлений о механическом поле напряжений, в котором ориентируются сегменты Цепей. Эта теория позволяет получить закон произвольной деформации, поскольку она обобщается на любой вид деформации. [c.151]

Бартенев и Хазанович (см. сноску на стр. 151) сравнили различные однопараметрические уравнения (уравнения классической статистической теории высокоэластичности, уравнения Бартенева — Хазановича и др.) с экспериментальными данными по одноосному растяжению по одноосному и симметричному двухосному растяжению по одноосному растяжению чистому и смешанному сдвигу. Это сравнение показало, что деформационное поведение микросетчатых каучукоподобных полимеров лучше других однопараметрических формул, содержащих одну материальную константу, описывает однопараметрическое уравнение Бартенева — Хазановича. [c.154]

В гл. 1 было рассмотрено гкдаятие о сегменте макромолекулы. Вперш>1 это понятие было введено Куном, Гутом и Марком, когда на первом этапе была предложена статистическая теория макромолекул как линейных систем, состоящих из независимых отрезков— статистических сегментов. Эта модель свободно сочлененных сегментов (рис. 4.4) привела к полному описанию основны.к черт высокоэластичности полимеров в блочном состоянии. [c.88]

Механический подход исходит из того, что в материале, прилегающем к вершине микротрещины при температуре выше 7 хр, когда предел текучести (вынужденной высокоэластичности Ов) становится меньше перенапряжений в вершине микротрещины, происходят микропластические деформации, снижающие концентрацию напряжения. Часть работы разрушения твердого тела идет на мик-ропластическую деформацию (механические потери первого вида). В связи с этим упругая энергия, идущая на разрушение твердого тела, возрастает. В этом подходе исходят из теории Гриффита и обобщают ее, вводя в формулу Гриффита вместо свободной поверхностной энергии а характеристическую энергию разрущения (или в дальнейшем — энергию разрушения) а, которая включает и свободную поверхностную энергию, и механические потери. Под характеристической энергией разрушения а понимается вся энергия, затрачиваемая на процесс разрушения при образовании единичной поверхности разрушения. [c.316]

В других теориях во фронт-фактор вместо циклического ранга включаются числа эластически активных цепей либо узлов [69, 70]. Разность между этими двумя величинами, для вычисления которых также успешно применяется теория ветвящихся случайных процессов [71], оказывается равной циклическому рангу сетки [67]. Делаются попытки выяснить [72] влияние на эластическую энергию различных дефектов сетки неактивных и коротких циклов, висячих концов и т. п. Па такие вопросы теория графов может помочь найти ответ. Однако даже для бездефектных сеток в настоящее время нет общепринятой модели высокоэластичности, которая позволила бы однозначно выразить связь между напряжением и деформацией в терминах топологической структуры сетки [68, 72— 74]. Это делает проблему корректного описания полимерных сеток одной из наиболее дискуссионных в настоящее время. [c.175]

Присс JI. . Теория высокоэластичности. Состояние и тенденция ее дальнейшего развития.— Пущино Изд-во НЦБИ АН СССР, 1981,- 43 с.— (Нре-принт/НЦБИ). [c.295]

Теория термомеханического метода, развитая В А.Каргиным и ГД Слонимским, гласит о том, что температу ра стеклования и температу ра тс1 чест11 должны определяться так, как это схематически изображено на рис.22. Вь(би-рается величина деформации о, которая откладывается от оси абсцисс, а также от высоты площадки высокоэластичности. Далее проводятся линии, па-раалельные оси абсцисс, и точки пересечения этих линий с термомеханической кривой и дадут искомые температуры стеклования и те1 чести. Таким образом, согласно этом) определению, температу ра стеклования - эта та тем-перат> ра, при которой деформация при действии той или иной нагрузки развивается на величину гд. Температу ра текучести - эта та температура, при которой пластическая деформация (течение) развивается на ту же величину вд. Величина о может быть выбрана произвольно, но она не должна быть слишком большой, чтобы не превышать высоту площадки высокоэластичности. На практике за величину Ед принимают определенный процент от высоты площадки высокоэластичности. [c.96]

Для оцен1си равновесного модуля высокоэластичности и молекулярной массы межузлового фрагмента Л/ в случае сетчатых эластомеров с достаточно редкими сшивками пользуются известным уравнением классической теории высокоэластичности. [c.270]

Проанализируем более детально уравнение (246), сопоставив его с урав- нием (224) классической теории высокоэластичности. Легко видеть, что и уравнения аналопгчны, причем уравнение (246) описывает модуль как [c.277]

Св-ва С. п. зависят не только от хим. природы полимерного звена, но и от топологич. структуры сетки, в частности от концентрации и функциональности узлов. Наиб, ярко топологич. структура проявляется в высокоэластич. состоянии (в к-ром, в частности, находятся и эксплуатируются изделия на основе рез1ш). В соответствии с кинетич. теорией высокоэластичности величина равновесного модуля упругости пропорциональна концентрации цепей сетки [c.335]

Для объяснения надмолекулярной организации аморфных полимеров было предложено несколько моделей. В. А. Каргин, А. И. Китангородский. Г. Л. Слонимски[ предложили модель согласно которой аморфные полимеры могут состоять либо из глобул, образованных свернутыми макромолекулами, либо И2 развернутых цепей, собранных в пачки. Однако последующие исследования показали, что пачечная> теория ошибочна. Она в частности, находится в противоречии с основными положе ниями кинетической теории высокоэластичности (см. гл. 4), ко торая хорошо подтверждается экспериментом. Так, с позици этой модели практически невозможно объяснить способносп некоторых полимеров к большим обратимым деформациям. [c.52]

Статистическая теория. Сущность высокоэластичности. можно рассмотреть с позиций статистнческон теории. Наиболее вероятным состоянием системы является состояние, характеризующееся максимальной энтропией 5 [c.244]

Перечисленные выше отк юнения от идеального механизма высокоэластичности приводят к ограниченному совпадению теории и эксперимента обычно при 1,Г> (рис 4 6). [c.250]

Большое число различных допущений в классической теории сеток всегда вызывало неудовлетворенность. Кроме того, эта теория пренебрегает межмолекулярным взаимодействием и поэтому применима к деформации набухших резин лучше, чем к ненабухшим. Предложенная Бартеневым и Хазановичем [97] теория высокоэластичности исходит из представлений о механическом поле напряжений, в котором ориентируются сегменты цепей. [c.169]