Деформация тел полимеров зависимость от времени

Высокоэластическая деформация вызвана изменением конформаций макромолекул и связана с изменением сегментального теплового движения макромолекул в приложенном поле сил. При одноосном растяжении полимера макромолекулы стремятся распрямиться и ориентироваться вдоль направления действия сил. После снятия нафузки под влиянием теплового движения постепенно восстанавливается первоначальная среднестатистическая конформация макромолекул. Время, необходимое для перехода системы в равновесное стабильное состояние (время релаксации), в зависимости от выбранных условий и жесткости макромолекул может составить от 10 с до 10 лет. [c.134]

При растяжении полимеров, когда Р > Ркрит характерными параметрами являются предельные — наивысшие значения напряжений (пределы прочности) и обратимых деформаций, а также времена с момента начала деформирования до разрыва (долговечность) образцов, т. е. разрывные характеристики. С повышением скорости деформаций пределы прочности и разрывные деформации возрастают, а долговечность быстро снижается. В зависимости от задаваемых скоростей деформаций или напряжений пределы прочности составляют от десятых долей до 5—10 МПа, предельные деформации могут достигать нескольких сотен процентов, долговечность изменяется от многих часов до малых долей секунды. Связь между пределом прочности и долговечностью (временем до разрыва) определяется степенным уравнением (7.12), т. е. так же, как и для структурированных полимеров (резин). Влияние температуры на разрывные характеристики определяется ее влиянием на начальную вязкость. Это однозначно свидетельствует о том, что в вынужденном высокоэластическом состоянии прочностные свойства и процесс разрыва полимеров определяются их релаксационными характеристиками. В отличие от того, что известно для кристаллических и стеклообразных полимеров в вынужденном высокоэластическом состоянии процессы разрыва макроцепей, образования свободных радикалов и соответственное снижение молекулярной массы имеют пренебрежимо малое значение. [c.236]

Однако для каждого полимера суш,ествует такой интервал температур, в котором время релаксации и время развития деформации соизмеримы. В этой промежуточной области температур (переходная область из стеклообразного в высокоэластическое состояние) наблюдается резкая зависимость амплитуды деформации от частоты действия силы. Если время действия силы больше времени релаксации т, деформация успевает развиться. Если время действия силы меньше времени релаксации х, высокоэластическая деформация не успевает развиться. Так, если при некоторой температуре и частоте действия силы шз в материале развивается деформация, близкая к равновесной, то при этой же температуре и частоте действия силы Ш1 (рис. V. 13), амплитуда деформации может быть очень мала и материал ведет себя как стеклообразное тело. [c.150]

В то же время наличие внутри- и межмолекулярных взаимодействий в реальных полимерах обусловливает конечную скорость изменения формы цепных макромолекул. Поэтому помимо зависимости равновесной деформации полимеров от приложенного напряжения следует учитывать и время действия этого напряжения. [c.147]

При приложении к полимеру внешней деформирующей силы деформация развивается в зависимости от времени действия этой силы. В начале действия силы перемешаются сегменты, не входящие в состав узлов сетки. Это подтверждается приведенными выше значениями времени оседлой жизни сегментов, не входящих в узлы сетки (малые доли секунды). В результате перемещения этих свободных сегментов клубкообразная форма макромолекул, характерная для исходного равновесного состояния, искажается, макромолекулярные клубки оказываются вытянутыми в направлении действия силы. Время оседлой жизни связанных сегментов, т. е. входящих в узлы сетки, более велико это значит, что они вначале не распадаются и целостность структуры флуктуационной сетки сохраняется. Если снять деформирующую силу, то сегменты возвратятся в исходное состояние. Таким образом деформация, возникающая при малом времени действия силы, оказывается обратимой. Это эластическая деформация. [c.99]

Различие между Гс и Гм отчетливо проявляется на температурной зависимости динамического модуля Юнга (рис. 2.6). Ниже Гс полимер находится в стеклообразном состоянии и температурная зависимость lg слабо выражена, как и у любого твердого тела. Выше Гс наблюдается более резкая зависимость логарифма модуля упругости от температуры в связи с тем, что в структурно-жид-ком состоянии структура полимера непрерывно изменяется с температурой. При дальнейшем увеличении температуры в области, где время релаксации снижается до величин, сравнимых с периодом колебаний, в полимерах проявляется высокоэластическая деформация. Амплитуда деформации полимера с увеличением температуры возрастает до тех пор, пока не достигнет предельного значения, а модуль — весьма низкого значения (например, для полимеров модуль одноосного сжатия в стеклообразном состоянии Ео примерно в 10 —10 раз больше, чем соответствующий модуль в высокоэластическом состоянии). [c.43]

С по(вышением температуры подвижность сегментов макромолекул возрастает и время релаксации снижается. Деформация в полимере развивается быстрее и для достижения заданной величины деформации требуется меньшее время. Сущ,ествует математическая зависимость, позволяющая рассчитать время релаксации при любой температуре, если определено время релаксации, например, при 25° С. 25=/ =1 т/т25 =lg Яг, где I — время действия силы, х — время релаксации при данной температуре и при 25° С (с индексом 25°) ат—фактор приведения, который зависит от химической природы полимера, определяющей гибкость его макромолекул. [c.106]

Под старением понимают самопроизвольное необратимое, обычно неблагоприятное, изменение свойств материала при хранении и эксплуатации, приводящее к потере им работоспособности. Старение является результатом воздействия на полимер энергетических (тепло, свет, радиация, механические напряжения и т. д.) или химических (кислород и другие химически активные вещества) факторов. В зависимости от того, какой из этих факторов является определяющим, различают тепловое, световое и другие виды старения. В эксплуатационных условиях на изделия обычно действуют одновременно несколько факторов, в результате чего через некоторое время происходит потеря их работоспособности. Практически важным случаем старения является одновременное воздействие механических напряжений и агрессивной среды, в частности утомление при многократных деформациях в активной среде, разрушение при трении и износе в агрессивной среде, химическая релаксация. [c.125]

Существование температурной и скоростной зависимостей критических значений параметров часто затрудняет установление фундаментальных закономерностей рассматриваемого явления. Как будто бы очевидно, что некоторые полимеры при растяжении образуют шейку и способны к развитию больших деформаций, в то время как другие полимеры разрушаются хрупко без заметных деформаций, а каучуки растягиваются однородно вплоть до разрушения, давая огромные деформации. Однако важно поднять, что все эти тины механического поведения в принципе можно реализовать нри исследовании одного и того же полимера, а конкретные проявления его свойств зависят от выбора условий испытаний. [c.248]

Поскольку лабораторное исследование температурной зависимости развития деформации полимеров осуществляется в течение длительного времени, а процессы структурообразования в поливинилхлориде протекают гораздо быстрее, необходимо было найти такие методы лабораторного исследования, при которых текучесть полимера могла бы быть обнаружена еще до образования пространственной структуры. Наиболее удобным для этой цели оказалось исследование обратимости деформации растяжения тонких пленок полимера (30—50 i), погруженных в горячую фосфорную кислоту при 160—170°. При этом пленка нагревалась уже через доли секунды, а длительность ее деформации под действием различных по величине сил не превышала нескольких десятков секунд. Развивающиеся в этих условиях большие деформации (порядка сотен процентов) оказались полностью обратимыми, и обнаружить истинную текучесть поливинилхлорида также не удалось. Следовательно, даже за такое короткое время эксперимента поливинилхлорид в какой-то степени структурируется, что исключает всякую возможность вязкого течения. [c.313]

Следовательно, увеличение времени действия силы на полимер эквивалентно повышению температуры испытания, и наоборот. Иными словами, один и тот же эффект при механическом воздействии на полимер может быть достигнут медленно действующей силой при низкой температуре или быстродействующей силой при высокой температуре. На этом основан так называемый принцип температурно-временной суперпозиции, связывающий математической зависимостью время действия силы на полимер с температурой. Для появления петли гистерезиса решающее значение имеет соотношение времени действия силы и времени перегруппировок структурных элементов макромолекул (сегментов). На это соотношение можно влиять как изменением времени действия силы, так и изменением температуры, так как релаксационные и гистерезисные явления обусловлены структурными перегруппировками макромолекул. Зависимость проявления релаксационных свойств и гистерезиса от времени действия силы имеет большое значение при работе полимерных изделий или испытании образцов в условиях действия циклических многократно повторяющихся деформаций. Большие гистерезисные потери в первом цикле деформации полимера быстро уменьшаются при проведении второго, третьего и т. д. циклов деформации (рис. 47), После первого цикла деформации структура полимера перестраивается и как бы приспосабливается к новым условиям (величина и время нагружения). Во втором цикле после разгрузки в первом цикле структура полимера не успевает вернуться в исходное состояние, и последующие циклы деформации проходят с уже ориентированным в направлении деформирования полимером, В результате площадь петли гистерезиса уменьшается и механические потери снижаются. Естественно, что такая перестройка характерна для данного вида циклической деформации и при его изменении вновь возрастут гистерезисные потери. [c.102]

Следует отметить, что в уравнении (X. 9) время релаксации входит только во второй член, ввиду того, что первый и третий члены специально характеризуют мгновенную и полностью необратимую часть деформации (соответственно "=0, и х=оо). Суммарная же деформация полимера с во всех случаях имеет релаксационный характер. Поэтому учет зависимости деформации или напряжения от времени воздействия совершенно необходим при работе с полимерами. [c.247]

Время релаксации полимеров в высокоэластическом состоянии обычно велико. На рис. 1-13 приведена зависимость деформации полимеров от времени при различных температурах. При более [c.26]

ВЫСОКИХ температурах деформация развивается быстрее (время релаксации сокращается). Зависимость деформации полимеров от температуры для различных времен деформации приведена на рис. 1-14. При низких температурах деформация мала и почти не зависит от времени действия силы. [c.26]

Из полученных данных четко прослеживается зависимость изменения свободной энергии процесса коагуляции от степени предварительной вытяжки полимера в ААС. Как уже отмечалось, увеличение степени деформации полимера при прочих равных условиях приводит к расширению микротрещин и, следовательно, к увеличению длины фибрилл, соединяющих их края. Важнейшей особенностью фибриллярных микротрещин является их гибкость, которая определяется, в частности, их длиной. Разумно предположить, что в реальном полимере способность отдельных фрагментов фибрилл к коагуляции зависит от общей длины фибрилл. В то же время, очевидно, что выигрыш системы в свободной энергии при переходе фрагментов из свободного в скоагулировавшее состояние определяется также достигаемой плотностью их упаковки. В образцах, растянутых в ААС до невысоких степеней удлинения, коагуляция фибриллярных фрагментов затруднена из-за довольно высокой жесткости фибрилл она возможна только для тех фрагментов, которые в силу благоприятного пространственного расположения могут достигать [c.53]

Рис. 37. Схематическое изображение изменения температурной зависимости деформации полимера с размягчающимися молекулами при введении пластификатора (напряжение и время его действия постоянны 1 — чистый полимер с жесткими молекулами 2, 3 и 4 — пластифицированный полимер (содержание пластификатора нарастает от 2 к 4) 5—раствор полимера в пластификаторе.

Всякий раз, когда мы встречаемся с зависимостью прочностных и деформационных характеристик вещества от скорости приложения нагрузки, появляется необходимость искать в процессе деформирования этого вещества смещение одних структурных единиц относительно других, т. е. мы сталкиваемся с макроскопическим течением вещества. Мы не совершим большой ошибки, сделав следующее допущение. Если макроскопическое течение полимера сопровождалось за время наблюдения т возникновением остаточных деформаций, такое течение может быть признано максвелловским и время релаксации должно быть обозначено 0 . Как только такое допущение принято, можно считать, что при всяком действии внешней силы на полимер за время меньше 0J в системе будут возрастать напряжения (см. формулу II, 3 и относящийся к ней текст на стр. 54). [c.110]

Релаксационный характер механических свойств и физических состояний полимеров. Специфика полимеров заключается не только в проявляющейся при определенных условиях способности к большим обратимым деформациям, но также в том, что их механические свойства носят резко выраженный релаксационный характер, т. е. сильно зависят от временной, а в случае периодических деформаций, от частотной шкалы. Эта. зависимость, как и высокоэластичность, является следствием длинноцепочечного строения полимеров и обусловлена необходимостью длительных промежутков времени (времен релаксации) для конформационной перестройки большого числа связанных ме.жду собой структурных элементов цепи при переходе ее из одного равновесного состояния в другое. Время релаксации является функцией температуры и за- [c.40]

И температурная зависимость lg Е слабо выражена. Выше Тс модуль упругости изменяется несколько сильнее вследствие изменения структуры полимера при изменении температуры. При повышении температуры, когда время релаксации снижается до величин, сравнимых с периодом колебаний, начинает проявляться высокоэластическая деформация. С дальнейшим увеличением температуры амплитуда деформации полимера возрастает, а модуль упругости уменьшается до весьма низкого значения, соответствующего модулю высокоэластичности. Для эластомеров модуль одноосного сжатия в стеклообразном состоянии Е(, примерно в Ю —10 раза больше, чем равновесный модуль Е в высокоэластическом состоянии. На рис. 4.3. приведены, например, экспериментальные данные Корнфельда [25] при сдвиге, полученные для канифоли. Приведенная зависимость (рис. 4.2) верна для любого типа деформации, кроме всестороннего сжатия. Изучая температурную зависимость модуля всестороннего сжатия эластомера К = = У(1р/(1У, нельзя измерить температуру механического стеклования так как в этом напряженном состоянии высокоэластическая деформация вообще не развивается. [c.112]

Быстрый спад напряжения после деформации этих полимеров, малые времена релаксации и другие эффекты наводят на мысль о том, что растрескивание, возможно, является одной из основных причин интенсивного протекания не только процессов разрушения, но и релаксационных процессов. Возможно, также, что единый механизм процессов релаксации и разрушения приводит к аналогичным зависимостям долговечности [см. уравнение (V. )] и времени релаксации [см. уравнение (1.43)] от температуры и механического напряжения. [c.167]

Характер зависимости о (Т, е) может быть объяснен, исходя из представления о деформации полимера как о проявлении его вязкоупругих свойств и из того, что время релаксации зависит от напряжения. При этом предел вынужденной высокоэластичности [c.225]

Как было показано для других полимерных систем, ориентация макромолекул полимера зависит в основном от степени эластической деформации [5]. Во время растяжения имеет место как эластическая, так и пластическая деформация (рис. 6.1), и усилие, необходимое для растяжения волокна, зависит от обеих составляющих. Поэтому сила вытягивания волокна не определяет эффективность вытягивания. Одновременно с эластической деформацией происходят релаксационные процессы. Поэтому для конкретных условий растяжения устанавливается равновесное значение эластической деформации, от которой зависит главным образом комплекс механических свойств волокна. Однако процесс вытягивания может не достигать равновесного состояния. В этом случае свойства волокна будут соответствовать достигнутому уровню эластической деформации. Как следует из рисунка 6.1, в начале растяжения эластическая деформация пропорциональна общему растяжению волокна, т. е. вытягивание происходит более или менее (в зависимости от доли пластической деформации) эффективно. [c.94]

В какой момент какие условия воздействия становятся критическими для состояния, в котором находится материал. Ввиду того что из множества характеристик полимерных структур выбирается только их деформация, полностью решить эту задачу вряд ли возможно. Компетентное рассмотрение обеих задач, их взаимосвязи и зависимости от других областей науки о полимерах, вероятно, можно найти в энциклопедиях полимеров [1, 2] и частично в специальных учебниках по вязкоупругости [3, 4], механике [5] и физике [6—8] полимеров. Хотя в общем случае первая задача и не может быть решена, в литературе по разрушению (учебники [9—12]) широко и понятно объясняется это явление, которое сводится к процессам, вызывающим наиболее очевидные изменения морфологии образцов во время разрушения. [c.10]

Температуры структурного стеклования Тс и механического стеклования Тм. с независимы между собой, так как первая определяется скоростью охлаждения, а вторая — временным режимом механического воздействия (периода действия силы 0, частоты упругих колебаний v). Различие между Тс и Гм.с четко наблюдалось, например, при изучении температурной зависимости динамического модуля сдвига G или модуля одноосного сжатия Е. Характерная зависимость lg от температуры для полимера 11риведена на рис. П. 11. Ниже Гс полимер находится в стеклообразном состоянии и температурная зависимость Igf слабо выражена, как и у любого твердого тела вообще. Выше Гс логарифм модуля упругости изменяется с температурой несколько сильнее в связи С тем, что в структурно-жидком состоянии структура полимера изменяется с изменением температуры. При дальнейшем увеличении температуры, когда время релаксации снижается до величин, сравнимых с периодом колебаний, начинает возникать высокоэла-бтичёская деформация. С дальнейшим увеличением температуры амплитуда деформации полимера возрастает до предельного значения, а модуль упругости падает до весьма низкого значения (модуля высокоэластичности). Для полимеров модуль одноосного (жатия в стеклообразном состоянии Ео примерно в 10 —10 раз больше, чем соответствующий модуль Еж в высокоэластическом состоянии. [c.96]

Очевидно, что время релаксации характеризует скорость перехода системы в равновесное состояние. Зависимость деформации полимеров от времени при приложении к нему постоянной нагрузки (см. рис. V.9) можно описать уравнением е = еравн (1 — а процесс релаксации напряжения (см. рис. V. 13) —уравнением [c.148]

Термомеханнческую кривую удобно получить в форме зависимости деформируемости полим(фа от температуры. Вырежем из полимера кубик, измерим его, поместим в термостат при определенной температуре Т и подействуем грузом Р. Пусть время воздействия груза будет, например, 10 с. Измерим высоту кубика под грузом и рассчитаем деформацию полимера К1 при температуре Т [c.101]

На рис. 16 представлена зависимость деформации полимера от температуры, охватывающая все три возможных состояния. Каучуки отличаются от других полимеров температурой стеклования Тс и текучести Т . У каучуков температура стеклования значительно ниже комнатной температуры, у натурального каучука она составляет около —72 С, в то время как температура текучести натурального каучука около 180—200 °С. Таким образорл, высокоэластическими свойствами каучуки обладают в значительном интервале температур. [c.83]

В концентрированных студнях, где взаимодействие между цепями полимера больше, время релаксации во растаег и наблюдается частотная зависимость деформации (рис. 190). [c.430]

Исходя из представлений о пачечной структуре полимеров и о разнообразии высших морфологических структур, можно также предположить, что механокрекинг первоначально направлен по проходным цепям, соединяющим пачки, сферолиты или иные надмолекулярные структуры, а затем по мере их распада лри диспергировании — в соответствии с общими закономерностями. Дальнейшее уточнение этих представлений возможно после накопления экопериментальных данных о поведении надмолекулярных структур в процессе диспергирования. В настоящее время известно лишь, что разрушение застеклованных полимеров происходит яе только по границам надмолекулярных образований, но и непосредственно по элементам этих структур [180]. Ряд. работ последних лет [41—43, 77, 1 81 —189] позволил уяснить многие вопросы разрушения полимеров, например несоизмеримо большие затраты энергии на деформацию полимеров, предшествующую разрушению, чем собственно на раарушение и образование новой поверхности, некую корреляцию между плотностью упаковки — числом цепей, проходящих через единицу площади сечения, и прочностью, большую долю разрыва химических связей при большей ориентации, представление о том, что 00бщ = аг +ав, т. е. полное напряжение есть сумма энергетического и энтропийного эффектов, причем первым уменьшается во времени после нагружения, а второй возрастает и т. д. Показано также, что в зависимости от природы полимера разрыв может происходить преимущественно по проходным цепям (капрон) или по межмолекулярным связям (лав сан). Все это может быть учтено при обсуждении результатов в дальнейшем, но не может подробно рассматриваться в данном случае, К тому же следует заметить, что большинство данных относится к одноосной деформации — проблеме прочности, а статистический характер разрушения при механодиспергировании накладывает существенную специфику. [c.56]

Взаимосвязь механического поведения полимера с транспортными свойствами ААС подтверждается зависимостью величины Укр от логарифма вязкости соответствующей жидкости при температуре эксперимента для ПВ Х и МПВХ (рис. 5.11). Полученный результат свидетельствует о том, что критическая скорость деформации, при которой среда перестает влиять на Оаз полимера, определяется в основном вязкостью использованной жидкости. С этой точки зрения легко объяснить отмеченное выше необычное влияние гептана на механическое поведение исследованных материалов. Этот растворитель в меньшей степени понижает поверхностную энергию ПВХ, чем циклогексаи и и-про-панол, поэтому при малых скоростях растяжения он в меньшей степени понижает и Твэ. По мере увеличения скорости деформации более вязкие среды, несмотря на их большое сродство к ПВХ, уменьшают эффективность своего действия из-за трудного доступа их к вершине растущих микротрещии. В то же время менее вязкий гептан успевает эффективно проникать к вершинам растущих микротрещин и облегчать деформацию полимера. При достаточно высоких скоростях растяжения конечная скорость вязкого течения всех использованных адсорбционно-актив-ных сред становится слишком малой по сравнению со скоростью деформации. Это приводит к тому, что развития микротрещин, обычно наблюдаемых при деформации стеклообразных полимеров в жидких средах, не происходит, и полимер деформируется так же, как и на воздухе. При этом механические показатели полимера в адсорбционно-активной среде и на воздухе становятся одинаковыми. [c.124]

Вопрос о связи между скоростью разрастания трещин и величиной приложенного напряжения (деформации) принципиально интересен. Приложение представлений о флуктуационной теории прочности к коррозионному разрушению заставляет сделать вывод, что растрескивание полимеров в присутствии химически активных сред должно иметь место при сколь угодно малом напряжении. Это связано с тем, что помимо энергетического вклада флуктуаций теплового движения молекул, суммирующегося с упругой энергией, запасаемой при деформации полимера (что и является причиной временной зависимости прочности), при наличии химически активной среды резко снижается энергетический барьер разрушения цепной молекулы и независимо от величины напряжения выделяется энергия химического взаимодействия среды с полимером. Наряду с таким пред-ставленпем о процессе, в серии работ i - i появившихся в последнее время, делается попытка рассматривать озонное растрескивание [c.117]

Рнс. 36. Схематическое изображение изменения температурной зависимости деформации полимера при введении пластификатора (напряжен1. е и время его действия постоянны) 1 — чистый полимер 2 и 3 — пластифицированные полимеры (содержание пластификатора увеличено в 3-м по сравнению со 2-м), 4 — раствор полимера в пластификаторе [c.163]

В последнее время для изучения деформации полимеров успешно разрабатывается и применяется метод флуоресценции. Этот метод, описанный, в частности, в книге Хэнфорда позволяет изучать молекулярную ориентацию. Результаты, полученные методом флуоресценции, показывают зависимости от величины деформации часть макромолекул оказывается ориентированной вдоль оси вытяжки, а другая часть — вообще не претерпевает ориентации и остается в исходном состоянии. При больших степенях удлинения (до 400%) практически все макромолекулы становятся ориентированными. [c.168]

Известно [121], что механические свойства полимеров при прочих равных условиях зависят от скорости деформации. Это было показано на примере полиизо-бутнлена п каучуков [122—125], эпоксидов [126] и полиэфиракрилатов [127]. Зависимость деформационно-прочностных свойств полимеров от скорости деформации обусловлена изменением числа, природы и соотношения связей внутри н между надмолекулярными структурами, участвующими в процессе дефор.мации и разрушения пространственной сетки. Перераспределение связей в системе в зависимости от скорости приложения нагрузки оказывает существенное влияние на морфологию и размер надмолекулярных структур и характер образуемой ими сетки. Исследованию структурных превращений в процессе деформации полимеров посвящено небольшое число работ, выполненных главным образом для линейных и кристаллизующихся полимеров. Так, при растяжении натурального каучука и СКБ-30 первоначальная ленточная структура разрушалась, причем из Л0ИТ вытягивались пачки-цепей [128]. После ориентации нолиметилметакрила-та удалось наблюдать волокнистую структуру [129], в то время как обычный полиметилметакрилат имеет доменную структуру [130]. Предполагают [131], что влияние скорости нагружения и скольжения на износ полиэтилена, политетрафторэтилена, поликапролактама и фенолоформальдегидов обусловлено изменением морфологии надмолекулярной структуры в контактном слое полимера. [c.155]

Ползучесть, как известно, происходит при постоянном напряжении о=соп51, при этом деформация 8 все время возрастает, а значит, растет и податливость ]=г а. Это еще раз указывает на временную зависимость механических свойств полимеров полимер, жесткий (неподатливый) при малом времени действия силы, является податливым при большом времени действия силы. [c.145]

На рис. VII. 6,б,й представлена зависимость деформации у модели Кельвина — Фойгта от времени с постоянной нагрузкой р = Pq и изменение деформации после снятия нагрузки. Снятие нагрузки приводит к возвращению тела в первоначальное состояние. В отличие от упругости, характеризуемой. мгновенными деформациями (равновесное состояние достигается со скоростью, близкой к скорости звука в данном теле), эластичность, или упругое [юследействис, проявляется во времени. Чем больше время релаксации деформации, тем больше эластичность тела. В качестве характеристики эластичности часто используют модул11 медленной эластической деформации Ei = Pjy. Как правило, гуковские деформации твердых тел не превышают 0,1%, эластические деформации могут достигать нескольких сот процентов. Такими свойствами обладают, например, полимеры. Эластические деформации имеют энтропийный характер. Растяжение полимеров приводит к статистически менее вероятному распределению конформаций макромолекул, т. е. к уменьшению эитропии. После снятия нагрузки образец полимера самопроизвольно сокращается, возвращаясь к наиболее вероятному распределению конформаций, т. е. энтропия возрастает. [c.363]

Другой особенностью вязкоупругого поведения является восстановление деформации после прекращения действия внешних сил. Такое восстановление может быть полным, частичным или вообще отсутствовать в зависимости от числа Деборы . Восстановление деформации было рассмотрено ранее в связи с явлением разбухания экструдата. Более четко это явление было продемонстрировано Капуром [9]. Снова рассмотрим два одинаковых капилляра типа изображенного на рис. 6.1. Один содержит ньютоновскую жидкость, другой — расплав полимера. Заранее введем в жидкости метки, а затем на короткое время приложим давление. Поведение ньютоновской жидкости соответствует урав-нению (6.2-1). После прекращения [c.138]

Поскольку в настоящее время имеется ряд хороших монографий, посвященных проблемам реологии и, в частности, вязкости полимеров (см., например, [38, 49]), мы ограничимся лишь кругом вопросов, касающихся механизма вязкого течения в связи со структурными и релаксационными принципами, изложенными выше. В частности, уравнение (V. 2) уже дает определенную почву для раздумий на что конкретно расходуется механическая энергия Из вполне очевидного ответа — на разрушение структуры системы — следует немедленно второй вопрос о влиянии скорости воздействия (мерой которой служит градиент у, имеющий размерность обратную времени) на это разрушение и, соответственно, на диссипацию энергии и величину вязкости. При этом выясняется, что всем полимерным системам в вязкотекучем состоянии присуща так называемая аномалия вязкости [термин неудачный, ибо отклонение от формулы (V. 1), вызванное естественными и физически легко интерпретируемыми причинами, вряд ли следует считать аномалией], проявляющаяся в зависимости эффективной (т. е. измеряемой в стандартных условиях, при фиксированных Я и -у) вязкости от Р или от у. Эта аномалия связана как с разрушением структуры системы, так и с накоплением высокоэластических деформаций в дополнение к пластическим (необратимым). Эти деформации и разрушение претерпевает суперсетка, узлы которой образованы микроблоками или, в меньшей мере, перехлестами единичных цепей. При переходе от расплава к разбавленному раствору относительный вклад последних в структуру сетки возрастает, точнее, выравниваются времена их жизни и времена жизни флуктуационных микроблоков. [c.163]

При разных режимах деформирования (сдвиге и растяжении) наибольшая вязкость (т)о или >.о), зависящая от молекулярной массы полимеров, определяет их характеристические времена релаксации X. Для нахождения наибольшей вязкости лучше всего строить соответствующие зависимости в полулогарифмических координатах. Например, в случае деформации простого сдвига lgri = /(P). Так как масштаб по шкале ординат сжат, значение предельной вязкости т]о можно легко найти посредством экстраполяции к нулевому значению сдвигового напряжения (рис, 6.9). [c.159]

Итак, находясь в эластическом состоянии, полимеры обладают выраженной зависимостью механических свойств от продолжительности силового воздействия. Чем дольше действует сила, тем больше деформация, тем меньше модуль, тем мягче полимер. Таким образом, механические свойства зависят как от химической природы полимера, так и от продолжительности действия силы, что определяется кр терием D = xlt. Чем больше критерий О, тем ближе полимер по свойствам к твердому телу. В связи с тем, что свойства полимера определяются критерием О, а величины, в него входящие, т и / можно менять изменением либо температуры, либо частоты действия силы, следует сделать вывод, что свойства полимера эффективно меи.чются с изменением температуры и частоты (времени) действия силы. Отсюда нртщип температурно-временной аналогии, Критерий В упрощенно характеризует полимер, поскольку последнему присуще не одно время релаксации, а набор времен или спектр времен релаксации. [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология