Трещины в полимерах

Журков и его сотрудники установили, что причиной возникновения первичных трещин в полимере являются тепловые флуктуации. В результате тепловых флуктуаций происходит резкое возрастание кинетической энергии отдельных атомов, колеблющихся около положения равновесия, что приводит иногда к разрыву химической связи в основной цепи нолимера. Это происходит в том случае, если кинетическая энергия атомов становится больше, чем энергия химической связи. Наряду с разрывом химических связей идет процесс их восстановления. Напряжения, возникающие от приложенной извне нагрузки, уменьшают энергию активации процесса разрыва химических связей, а тепловые флуктуации приводят к их разрыву. Термофлуктуационная теория прочности исходит из того, что разрыв химических связей обусловлен тепловыми флуктуациями, а напряжение уменьшает вероятность восстановления этих связей, придавая тем самым определенную направленность процессу разрушения. [c.294]

При объяснении явления распространения трещин в полимерах обычно не возникает необходимости учитывать подробно внутрикристаллические процессы. Если, однако, рассматривать внутрикристаллические сегменты проходных молекул, то придется выяснять, что определяет межмолекулярное взаимодействие, какие силы могут передаваться на цепные сегменты этих молекул и достаточны ли эти силы для разрыва цепи или нет. [c.53]

Характеристики зародышей трещин в полимерах [27, 29] [c.255]

В соответствии с теорией Гриффита рост трещин в полимере начинается тогда, когда напряжение достигнет критического значения. Наличие перенапряжений в вершине трещины принципиально картины не меняет. Опыт показывает, что для разрушения не всегда необходимо достигнуть критического значения напряжения. Доска, перекинутая через ручей, может долго служить в качестве мостков, но в какой-то момент разрушится, хотя нагрузка в этот момент не превышала обычную паровой котел, работающий под давлением, может работать годами и наконец лопнуть, хотя давле-ние в нем не превысит регламентированного техническими условиями. Мы делаем вывод, что материал, в частности полимерный, можно охарактеризовать не только прочностью в МПа, но и долговечностью— временем, в течение которого он не разрушается под действием заданного напряжения. [c.201]

Дей [249], изучая сорбцию паров воды поливинилхлоридов при различных температурах, установил, что при повышении температуры сорбция паров воды не уменьшается, как это ожидалось, а повышается. По мнению автора, это явление объясняется деструкцией макромолекул полимера и не может быть связано с наличием каких-либо трещин в полимере. [c.369]

При исследовании при помощ и микроскопа образования и роста поверхностных трещин в полимерах было установлено, что трещины возникают не мгновенно после приложения нагрузки, а через некоторое время . Со временем образуются новые трещины, а трещины, появившиеся ранее, постепенно разра-стак>тся. Поэтому одновременно в образце имеются трещины самых различных размеров. Скорость возникновения трещин (число трещин, появляющихся на 1 см поверхности за 1 сек) и скорость роста отдельных трещин (увеличение длины видимой в микроскоп трещины за 1 сек) зависят от напряжения и температуры. С повышением температуры и с увел ичением напряжения скорость обоих процессов возрастает. После достижения некоторого предела число трещин больше не растет, однако их размер продолжает увеличиваться. [c.223]

Рентгеноструктурный анализ позволяет получать обширную информацию о строении полимеров и его изменении в результате тепловых, механических и других воздействий, о фазовых превращениях и конформации макромолекул, о характере ориентации кристаллографических и молекулярных осей в кристаллографической ячейке и их изменении в результате внешних воздействий. Кроме того, рентгеноструктурный метод дает возможность определять средние размеры и распределение по размерам кристаллитов, степень дефектности кристаллической структуры и. многое другое. Дифракция рентгеновских лучей под малыми углами дает основание для суждения о величине большого периода и его изменении при различных термомеханических воздействиях, о состоянии (плотности) аморфных прослоек, а также позволяет регистрировать возникновение мельчайших (субмикроскопических — до 10—100 А) трещин в полимерах. Особая ценность методов [c.81]

Для обнаружения появления субмикроскопических трещин в полимерах ставились опыты в двух вариантах [c.290]

Структурные причины и условия образования субмикроскопических трещин в полимерах. После изложения результатов по обнаружению субмикроскопических трещин в полимерах под нагрузкой обратимся к выяснению вопроса, где же зарождаются эти трещины и чем определяются их размеры. Этот вопрос решался для [c.299]

Теперь можно нарисовать детальную картину образования субмикроскопических трещин в полимерах под нагрузкой и объяснить особенности этого процесса. [c.314]

Еще раз подчеркнем, что сделанные заключения относятся к трещинам в полимерах и, очевидно, в значительной мере связаны со спецификой механических свойств полимеров. Поэтому и расширение круга объектов также весьма желательно. Отдельные поисковые опыты по изучению роста магистральных трещин в различных твердых телах (металлах, стеклах) будут отмечены ниже. [c.345]

При изучении развития магистральных трещин в полимерах большую и интересную информацию дают фрактографические исследования [635—648]. [c.348]

Для более полной характеристики влияния УФ-облучения на кинетику разрушения полимеров, помимо изучения действия УФ-радиации на долговечность, в [627] исследовано также и действие УФ-облучения на кинетику роста магистральных трещин в полимерах. Для этого в [627] проведено сопоставление закономерностей роста магистральных трещин в образцах полимерных пленок из поликапроамида и диацетилцеллюлозы под нагрузкой в условиях УФ-облучения и без облучения. Рост трещин регистрировался (как и в опытах без облучения (см. 5 гл. V)) с помощью киносъемки. Опыты показали, что скорость роста [c.412]

Наряду с установлением ускоряющего влияния УФ-облучения на образование свободных радикалов в нагруженных полимерах было показано, что УФ-облучение резко ускоряет и образование субмикроскопических трещин в полимерах под нагрузкой [543]. Этот результат представляется естественным ввиду описанной в гл. V связи между обоими процессами. Разработка же этого вопроса, где можно ожидать новых данных по цепным деструктивным процессам, только начинается. [c.422]

Наличие в реальном твердом теле микротрещин не меняет основной концепции о флуктуационном разрыве связей между атомами и постепенном накоплении элементарных актов процесса разрушения. Однако своеобразная картина зарождения и развития трещин в полимерах заставляет искать различные пути описания процесса [c.390]

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]

Исследования Бики и Уайтом [45] роста трещин в полимерах были основаны на изучении процесса разрушения образцов методом скоростной киносъемки. Типичные результаты, полученные для силиконового каучука, показаны на рис. 12.24. Видно, что разрыв начинается либо на поверхности, либо внутри образца. Однако при исследовании микроструктуры образцов под микроскопом заметных дефектов структуры найдено не было. [c.339]

Приведенные выше наблюдения позволяют объяснить повыш ение предела прочности при растяжении и удлинения при разрыве при возрастании скорости растяжения образца. Броберг указывает, что развитие трещины в полимере происходит за конечное время. Мгновенно приложенная нагрузка, меньшая, чем теоретическая прочность полимера, может выдерживаться образцом без разрушения, пока не прорастет трещина. Поэтому предел прочности при растяжении и удлинение при разрыве становятся тем выше, чем меньше длительность нагружения это повышение ограничено определенным пределом. [c.392]

Рассматривая приведенные выше результаты теоретических ра- бот по описанию разрушения полимеров, можно сделать вывод, что во многих из них особое внимание уделяется росту микротрещин под нагрузкой, причем долговечность нолимерпого материала определяется характером и скоростью этого процесса. Поэтому необходимо остановиться на экспериментальных работах, выполненных в самое последнее время, по изучению закономерностей роста трещин в полимерах и исследованию характера поверхности разрушения. [c.166]

Потенциальная возможность возникновения трещин в полимерах связана с наличием у них значительного свободного объема. Коэффициент упаковки их к = = Уш Ут, где Vw — собственный объем моля (сумма инкрементов объемов атомов и групп атомов) Ут — экспериментально определяемый объем моля (отнопхение молекулярной массы к плотности), лежит в пределах [c.14]

Выше кратко рассмотрены реакции деструкции полимеров которые связаны с явлениями возникновения и распространения трещин в полимерах, подвергнутых воздействию химических соединений, ультрафиолетового света и облучению частицами больших энергий. Были коротко описаны процессы разрыва цепи, сшивания, окисления, озонирования и хемореологические процессы. Среди химических реакций в пдлимерах наиболее широко изучены реакции озонирования ненасыщенных каучукоподобных полимеров, приводящие при соответствующих условиях к образованию и росту трещин. Однако и эти исследования носят в основном качественный характер. [c.471]

Рассмотрим кратко макроскопические виды разрушения при растяжении. При растяжении простых однослой ных композиций, использованных ранее для иллюстрации микроскопических видов разрушения, наблюдались два различных вида макроскопического разрушения У образцов с толстым слоем полимерного связующего на обеих поверхностях преобладали трещины в полимере (рис. 31), приведшие к разрушению волокон, обнаженных вследствие многочисленных трещин матрицы. У образцов с тонким слоем, полимерного связующего на обеих поверхностях разрушение волокон и расслоение привели к мгновенному зубчатому излому (рис. 32). [c.61]

Долговечность полимера определяется при интегрировании выражения (VIII.31) в пределах от lo до /к, где lo — характерный размер трещин в полимере, /к=7макс/лйУ — критический размер трещины. Отсюда долговечность полимера находится из соотношения [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология