Субмикротрещины в волокнах

Проанализируем эти данные. Первыми приведены значения теоретической (для идеальных цепей) и предельной (для реальных цепей) прочности, рассчитанные для предельно ориентированного материала, в котором все цепи вытянуты вдоль оси волокна и нагружены одинаково. Эти значения существенно превышают опытные данные о прочности. Далее даны значения предельной прочности, вычисленные с использованием теоретических значений у, рассчитанных с учетом неравномерности нагружения цепей в аморфных участках волокна. Однако и эти значения оказываются выше экспериментальных, так как относятся к капроновым волокнам без субмикротрещин. В действительности в капроновых волокнах в силу различных причин возникают начальные микротрещины, снижающие прочность. Это видно из более высокого экспериментально определенного значения у = 20,6-10 2° мм для капроновых волокон [2.7], соответствующего значения прочности ар=1,0 ГПа (при 293 К) и коэффициента перенапряжения > =12. Коэффициент х состоит из двух множителей [c.42]

Каждый дискретный уровень прочности со своим максимумом на кривой распределения соответствует дефектам определенного тина, нанример, субмикротрещинам, микротрещинам или макротрещинам. У неорганических стекол и стекловолокон имеется пять, у полимерного волокна (капронового) —восемь, а у полимерных неориентированных аморфных пленок (например, полиэтилентерефталатных)—до четырех уровней прочности и долговечности. Это объясняется тем, что в случае полимерных волокон дискретность структуры приводит к дискретному распределению микротрещин и но их размерам, а это в свою очередь приводит к дискретному спектру прочности. Между данными, полученными методом малоуглового рентгеновского рассеяния и дискретным спектром прочности капронового волокна. [c.260]

На основании приведенных данных сделан вывод, что в полимерных волокнах и пленках начальных микротрещин нет, но есть слабые места структуры, прочность которых в 2—3 раза меньше прочности полимерной матрицы (кристаллической или аморфной) и в которых субмикротрещины образуются при нагрузках, далеких от разрывных. Таким образом, структура тонких образцов (волокон и пленок) имеет существенные отличия от структуры массивных образцов, приводящие к дискретному спектру их прочности. [c.261]

Посмотрим теперь, что дает теория согласно формуле (11.40), учитывая значение энергии активации ио, м и Я. По данным, приведенным, в [61], в полимерах обнаруживаются субмикротрещины с /о 10 нм (диаметр микрофибриллы), микротрещины с /o=10 - --4-10- м и макротрещины (магистральные трещины)—трещины, прорастающие в нагруженном полимере через образец. Проанализируем различные случаи. Рассмотрим вначале хрупкое разрушение капронового волокна при /о=10- м. Критическое напряжение равно 3400 МН/м . Такая прочность в настоящее время не достигнута, но близкая к ней (2000—2300 МН/м ) получена для ориентированного полиарпленимида [11.26]. [c.323]

Начальные микротрещииы возникают при механической обработке поверхностей, при тепловой обработке, а также в процессе формования изделий, когда из-за наличия градиентов температур появляются термоупругие напряжения, приводящие к микроповреждениям. Появление микротрещин вызывают и твердые частицы (пылинки), контактирующие с поверхностью твердого тела. В полимерных волокнах даже под небольшой нагрузкой могут возникать субмикротрещины, не залечивающиеся после снятия нагрузки. [c.71]

НИИ, всегда имеются начальные микротрещины и наиболее опасная из них определяет прочность и долговечность. В полимерах, находящихся в квазихрупком состоянии, например в полимерных стеклах, также имеются начальные микротрещииы. В других случаях (полимерные волокна) микротрещииы отсутствуют, но имеются слабые места (аморфные участки микрофибрилл). Уже при малых нагрузках в слабых местах образуются субмикротрещины, которые вследствие наличия прочных кристаллических участков микрофибрилл являются стабильными и непосредственно не приводят к разрушению. Разрыв полимерного волокна происходит от одной из микротрещин, возникшей из ряда субмикротрещин или на стыке микрофибрилл. При больших нагрузках к разрушению приводит одна из наиболее опасных микротрещин. Поэтому термофлуктуационная теория в первую очередь должна рассмотреть механизм и условия роста микротрещин в полимерах. [c.146]

Дискретный набор субмикротрещин в пленках и волокнах наблюдали Слуцкер и Куксенко с сотр. [5.4, 5.54, 8.42, 8.43]. Так, в капроне наблюдались субмикротрещины длиной 11, 22, 27, 40, 100 н 200 нм, в иолииронилене — 21, 50 ц 150 ГШ- Более крупные трещины не могли быть обнаружены из-за ограниченных возможностей малоуглового рентгеновского метода. Субмикротрещины, достигшие длины больше 100 нм, относят к микротрещинам, рост которых обычно и приводит к разрыву волокна. Существование дискретного набора длин субмикротрещин и микротрещин приводит к предположению о дискретности прочности в ориентированных полимерах в виде уровней оь сгг, [c.248]

По данным [5.4, 5.54], в полимерных волокнах субмикротре-щпны имеют чечевицеобразную круглую форму и расположены в плоскости поперечного сечения волокна. Субмикротрещины возникают как в объеме волокна, так и в поверхностном слое. В неорганических стеклах дефектность поверхностного слоя определяет прочность образцов. Но, как следует из работы [6.30], дефектность поверхностного слоя ориентированных полимеров не является опасной ни при хрупком, ни при квазихрупком разрыве. Прочность полимерных волокон, следовательно, определяется их объемными свойствами, т. е. круговыми субмикро- и микротрещинами. Под длиной /о таких трещин следует понимать их диаметр. [c.255]

Эта зависимость для капронового волокна 1уредставлеиа иа рис. 8.9, из которого видно, что трещины подразделяются на три группы. К группе / относятся субмикротрещины (/о=Ю- -ьЮО нм), минимальный размер которых соответствует поперечному размеру микрофибриллы. К группе II относятся микротре- [c.256]

Исследование кинетики накопления субмикротрещин в модели композита из капроновых волокон, связанных бутварфеноль-ным связующим БФ-2, и без связующего показало (рис, 8.4), что матрица в начальный период нагружения снижает концентрацию субмикротрещин, обнаруженных методом малоуглового рентгеновского рассеяния, однако со временем эти преимущества исчезают. Это связано с ослаблением адгезионных связей и расслоением на границе матрица — волокно [254]. [c.198]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология