Напряжение рекристаллизации

Размеры структурных элементов существенно влияют на механические свойства полимеров, при этом чем они больше, тем больше напряжение рекристаллизации, больше хрупкость образца и меньше его удлинение [23]. Наилучшие механические свойства достигаются при достаточно малых размерах сферолитов. Естественно, что процесс разрушения структуры полимера при приложении внешней силы, как и процесс ее образования, носит многоступенчатый характер. Это особенно существенно при изучении закономерностей деформации полимеров. При любом малом и кратковременном приложении внешней силы происходит разрушение каких-либо ступеней структуры полимера, которые в различной степени перестраиваются и вновь образуются как в процессе деформирования, так и после его прекращения. Поэтому под процессом рекристаллизации следует понимать любые преобразования как первичной, так и вторичной кристаллической структуры [19]. [c.21]

Цель работы. Получение кривых нагрузка — деформация кристаллических и аморфных полимеров при различных температурах и скоростях приложения нагрузки, определение напряжения рекристаллизации или предела вынужденной эластичности и их зависимости от температуры и скорости растяжения. [c.163]

По кривым нагрузка — деформация определяют напряжение рекристаллизации Стр для образцов кристаллических полимеров и пределы вынужденной эластичности Ов для образцов аморфных полимеров. Условия и результаты опытов вносят в таблицу. [c.164]

С повышением температуры выше 20 С) напряжение, при котором начинается образование шейки,, и разрывное напряжение понижаются, но протяженность отдельных участков на Кривой Практически не изменяется, Напряжение рекристаллизации с повышением температуры снижается настолько, что при 216—218 С (температура, близкая п температуре плавления кристал- [c.219]

На кривой нагрузка — удлинение кристаллических полимеров выделяют три характерные области (рис. 11.10). В области / деформация пропорциональна удлинению и происходит в основном за счет деформации аморфной части полимера. Структура материала при этом не меняется. При переходе от области I к области II в точке перегиба в образце возникает утоненный участок (один или несколько), длина которого быстро увеличивается. Этот участок называют шейкой. На стадии роста шейки происходит ориентация кристаллических структур в направлении вытяжки, исчезновение (плавление) тех кристаллических областей, которые оказались расположенными перпендикулярно направлению растяжения, и рост новых, ориентированных по направлению растяжения. В области II полимеру свойственны высокие прочность и удлинение. То напряжение, при котором под влиянием механических нагрузок происходит процесс плавления существовавших в полимере кристаллических областей и образование новых, ориентированных в направлении растяжения, называют напряжением рекристаллизации. Рекристаллизация приводит к тому, что в области III деформируется уже новый прочный материал — шейка, деформация которого заканчивается разрывом образца (точка А). [c.31]

При росте температуры падают прочность полимера и напряжение рекристаллизации, т. е. высота горизонтального участка на графике деформации хотя шейка при этом будет выражена все менее и менее отчетливо, общий характер кривой сохраняется почти до плавления. По мере приближения к температуре плавления все сильнее сказывается роль аморфных областей (плавление происходит в интервале температуры), кривая становится все более похожей на кривую растяжения эластичного полимера. [c.456]

У кристаллических полимеров при распространении шейки происходит так называемая рекристаллизация [102], при которой кристаллы ориентируются в направлении силового поля. На диаграммах растяжения (рис. 2.2) напряжение рекристаллизации характеризуется ординатой горизонтального участка. [c.29]

Следует подчеркнуть, что напряжение рекристаллизации не является материальной константой, а зависит от условий определения (скорости растяжения и температуры). Тем не менее эту характеристику используют как условную, практически удобную меру длительной пластической прочности [414, с. 120]. [c.144]

Молекулярный механизм развития вынужденно-эластической деформации кристаллических полимеров принципиально отличается от рассмотренного выше. В данном случае подвижность полимерных молекул ограничивается наличием кристаллических областей. Следовательно, любое изменение конформации полимерной цепи влечет за собой изменение кристаллической структуры, реализуемое посредством рекристаллизации поэтому напряжение, соответствующее пределу текучести, иногда называют напряжением рекристаллизации. Действие механических напряжений по-разному изменяет температуру плавления различных элементов структуры. Для благоприятно ориентированных элементов температура плавления повышается и, следовательно, возрастает их стабильность. Напротив, температура плавления элементов с неблагоприятной ориентацией может существенно снизиться поэтому в процессе деформации эти структурные элементы плавятся и потом вновь кристаллизуются в виде более устойчивых структурных форм. [c.29]

Оказалось, что прочность, деформируемость и напряжение рекристаллизации изменяются в широких пределах в зависимости от условий структурообразования. Естественно было предположить, что эти различия в механических свойствах в первую очередь обусловлены различием размеров сферолитов. Однако оказалось, что такая связь не может быть установлена, если процессы структурообразования осуществлялись в различных условиях. Примером этого могут служить пленки, полученные из расплава при 80 и из раствора при 70°, обладающие различными размерами сферолитов (рис. 1, б и 2, г) и практически одинаковыми механическими свойствами. Только в тех случаях, когда процессы структурообразования проходили п [c.399]

Изучение механических свойств показало, что наибольшими прочностями и разрывными удлинениями обладают пленки, полученные из расплава при 150° (рис. 7, а, кривая 2). Видимая в микроскоп структура такой пленки представлена на рис. 1, а. Образец, также полученный из расплава, но прп 80° (рис. 1, б), сохраняет высокие значения деформируемости, но не обладает столь высокими значениями прочности и напряжения рекристаллизации. Сферолитоподобные образования в образцах, полученных из расплава при двух различных температурах, показанные на микрофотографии (рис. 1, а и б), малы и близки по размерам. Естественно предположить, что процессы структурообразования при 150 и 80° протекают по-разному, что и вызывает различие в механических свойствах пленок. [c.401]

НЫХ образцов приведены на рис. 3 и в табл. 2. Как видно, предварительная деформация изменяет механические свойства образцов гуттаперчи, полученных из расплава и раствора. При этом значительно понижается напряжение рекристаллизации и возрастает разрывное удлинение. У образцов, полученных из расплава, заметно возрастает прочность. [c.405]

При холодной вытяжке процесс протекает с образованием шейки и резким переходом от неориентированного состояния к ориентированному. При этом происходит плавление кристаллических областей под влиянием приложенного усилия, сопровождающееся дальнейшей рекристаллизацией. С повышением температуры малодеформируемые пленки становятся все более деформируемыми за счет развития шейки , а затем и вытяжки ее самой. При этом уменьшаются значения прочности и напряжение рекристаллизации, т. е. напряжение, вызывающее развитие шейки . [c.262]

Слонимский и Ершова [982] обнаружили при 180—190° заметное изменение механических свойств полигексаметиленадипинамида, проявляющееся в потере способности к значительной деформации и в независимости напряжения рекристаллизации от температуры. [c.264]

Рис. 3. Зависи.мость напряжения рекристаллизации от степени кристалличности фторопласта-3

Напряжение рекристаллизации, определяемое высотой площадки (рис. 1, отрезок II), т. е. то напряжение, при котором -возникают большие остаточные деформации, зависит от рода полимера, от степени кристалличности и от температуры, при которой производится растяжение. [c.15]

Рис. 4. Зависимость напряжения рекристаллизации от степени кристалличности фторопласта-4

Для каждого иолимера при одной и той же степени кристалличности напряжение рекристаллизации тем выше, чем ниже температура, нри которой растягивается образец. На рис. 6 приведена серия кривых, получающихся для одинаковых по степени кристалличности образцов фторопласта-3 при разных температурах.-На рис. 7 дается такая же серия кривых для фторопласта-4. [c.16]

Повышение давления прессования здесь не может исправить положение, наоборот, оно может привести к еще более плохим результатам. Частички порошка фторопласта-4 имеют высокую степень кристалличности если в некоторых частях таблетки давление прессования превысит напряжение рекристаллизации фторопласта-4, то частички порошка могут подвергнуться холодной вытяжке, а лри спекании в очень размягченном материале возникнет стремление к восстановлению первоначальной формы частичек, которое неизбежно вызовет коробление изделия или даже его растрескивание. [c.61]

Способность кристаллического фторопласта-4 давать остаточные деформации при действии давления используется в процессе раскатки или ориентации пленки. Строганую пленку раскатывают на точном прокатном стане при некотором подогреве валков стана для облегчения раскатки, так как при повышении температуры напряжение рекристаллизации снижается. При этом получается односторонняя ориентация пленки длина ее увеличивается, толщина соответственно уменьшается, а ширина остается неизменной. Зазор между валками стана можно точно регулировать, что дает возможность получать пленку, ориентированную частично или полностью. При полной ориентации длина пленки увеличивается, а толщина уменьшается в 2,7—3 раза. Установив определенное соотнощение между толщиной строганой пленки и зазором между валками, можно получить любую степень ориентации. [c.78]

Напряжение рекристаллизации, определяемое высотой площади II, зависит от рода полимера, от степени кристалличности и от температуры, при которой производится растяжение. Для одного и того же полимера напряжение рекристаллизации тем больше, чем выше степень кристалличности образца. [c.68]

Приведенные закономерности наблюдаются для полиэтилена, поливинилиденхлорида, гуттаперчи, кристаллического каучука". 2, политетрафторэтилена полиамидов Абсолютные значения напряжений рекристаллизации и разрывных напряжений при любых температурах зависят от типа кристаллического полимера. [c.238]

С повышением температуры (выше 20 °С) напряжение, при котором начинается образование шейки, и разрушающее напряжение снижаются, но протяженность отдельных участков на кривой практически не изменяется. Напряжение рекристаллизации с повышением температуры снижается настолько, что при 216—218 °С (температура, близкая к температуре плавления кристаллитов полиамидов) небольшой образец начинает деформироваться с образованием шейки под влиянием усилия, равного собственному весу образца. [c.191]

БТользу развиваемых представлений относительно взаимосвязи между легкостью перестройки надмолекулярной структуры и прочностью при различных режимах деформации свидетельствует зависимость между напряжением рекристаллизации и скоростью деформации. Из приведенных данных следует, что закаленные образцы при малых значениях lg V характеризуются наименьшими значениями напряжений рекристаллизации, а наибольшие значения напряжения рекристаллизации имеют отожженные образцы. Пересечение всех кривых происходит при lg У 3. При этой скорости растяжения происходит изменение относительного положения кривых а = (У), а также ст = = (1е V). [c.193]

Образец Рисунок Напряжение рекристаллизации, кГ/смг Длина площадки, % Прочность, кГ1смг Разрывное удлинение, % [c.400]

На рис. 6 дана зависимость напряжения от деформации для образцов, структура которых представлена на рис. 5, б видно, что общий характер зависимости деформации от температуры сохраняется. Существует интервал температур (—110°, —60°), в котором происходит хрупкое разрушение образцов и также обнаруживается снижение прочности с ростом температуры. Затем в интервале от — 60 до —10° происходит значительное растяжение пленок с образованием шейки, структура которой также не видна. При —10° и выше при возникновении шейки наблюдается ступенчатый распад с образованием последовательных шеек. Новая информация, которая была получена при исследовании образцов такого типа (с оптически неразличимыми элементами структуры исходного образца), практически сводится к тому, что для них существуют температурные области, в которых происходит резкое изменение свойств ППО в условиях деформации растяжения значительное уменьшение размеров э.лементов надмолекулярной структуры полимера проявляется в том, что начало развития больших деформаций с образованием последовательных шеек обнаруживаются на 15—20° ниже, чем в образцах с крупносферолитной структурой, и нет такого резкого скачка в значениях разрывных деформаций в температурной области второго перехода, т. е. перехода к распаду с образованием последовательных шеек. Сравнение графиков зависимости напряжения от деформации (рис. 2 и 6) показывает, что значения напряжений рекристаллизации во всем исследованном интервале температур и прочностей в области хрупкого разрушения значительно выше у образцов с крупносферолитной структурой. Эти различия в механических свойствах, очевидно, связаны с особенностями надмолекулярного строения исследованных образцов. [c.427]

Изменение типа структурных превращений находит отражение в значениях деформируемости и разрывной прочности (см. таблицу). Если при температурах ниже 10° повышение скорости растяжения вызывало возрастание прочности, напряжения рекристаллизации и разрывного удлинения, то в области температур 10—20°, где при повышении скорости растяжения происходит изменение типа структурных превращений, для прочности и разрывного удлинения такой закономерности нет. Эта аномалия, несомненно, обусловлена различныхМ изменением структуры полимера в процессе растяжения с различными скоростями. [c.431]

Рис, 61. Кривая растяжения кристаллического полимера Орекрист — напряжение рекристаллизации [c.122]

Процесс плавл0пия существовавших в полимере кристаллов под действие.м механических напряжений и образование новых кристаллов, ориентированных в направлении растяжения, называется процессом рекристаллизации. Напряжение, соответствующее перегибу на кривой сг — Е, называется напряжением рекристаллизации. Появление же оптической и механической анизотропии свидетельствует о протекании в образце полимера фазового перехода. [c.123]

Можно полагать, что уже при нагружении образцов при 40° достигается напряжение рекристаллизации, которое, по данным [1] для полиэтилена, соответствует 73 кг1см . При этой температуре рекристаллизуется только некоторая часть надмолекулярной структуры. Остальная, более прочная,— перекристаллизует-ся при 60°, главным образом, во время нагружения и в первый момент релаксации напряжений. [c.163]

Если образование шейки происходит в закристаллизованном полимере выше температуры его стеклования, то оно сопровождается двойньш фазовым превращением. Эти фазовые превращения (кристаллическая структура / — аморфное тело —кристаллическая структура II) являются, по существу, процессами рекристаллизации. Поэтому напряжение, соответствующее точке с, т. е. началу образования шейки, называют напряжением рекристаллизации и оно является важной механической характеристикой кристаллических полимеров. [c.385]

Напрялсение, рассчитанное на первоначальное сечение образца, при котором происходит переход рабочей части образца в шейку, называется напряжением рекристаллизации, а отрезок II кривой растяжения называется также площадкой . [c.13]

Для одного и того же полимера напряжение рекристаллизации тем больше, чем выше степень кристалличности образца. На рис. 3 показаны три типичные кривые растяжения полимера с разной степенью кристалличности. Кривая 1 получена на образце со степенью кристалличности 30—40%, кривая 2 со степенью 60% и кривая 5 —около 80%. При высокой степени кристалличности некотшые полимеры становятся более хрупкими, что и вызывает преждевременный разрыв образца еще до окончания вытяжки (рекристаллизации), когда шейка занимает только небольшую часть рабочей длины образца. Пользуясь тем,, что процесс рекристаллизации локализуется на границах шейки, можно, измерив растянутую и нерастянутую части рабочей длины образца, приблизительно подсчитать, какую длину имела бы площадка у кривой 3, если бы преждевременного разрыва не было. Такой подсчет показывает, что длина площадки для кривой 3 на рис. 3 должна быть значительно больше, чем у кривой 2, достигая приблизительно 600%. [c.15]

Если затем подвергнуть образец длительному прогреву при температуре, близкой к температуре плавления кристаллитов (например, при 313° в течение 35 час.), то, как показали Томас и др., степень кристалличности несколько повышается (с 72 до 82%). При этом механические свойства образца изменяются так, что предел пропорциональности (или, как это называется 1выш5, — напряжение рекристаллизации или высота площадки) остается без изменения, а относительное удлинение возрастает почти в два раза. Если по данным Томаса построить кривые растяжения, то можно видеть, что длина площадки увеличивается более чем в два раза. [c.18]

Зaкaл кa, т. е. сохра1нение в полимере значительного содержания аморфных участков, снижает твердость, но сильно увеличивает относительное удлинение пои разрыве. Для некоторых полимеров изменения свойств настолько значительны, что, описывая свойства материалов, приходится приводить два значения для одного показателя. С другой стороны, закалка понижает напряжение рекристаллизации, т. е. высоту площадки или ту нагрузку, при которой начинается холодное течение материала в изделии. При практическом применении кри- [c.26]

По мере понижения температуры (ниже 20 °С) наблюдается постепенное возрастание величины напряжения рекристаллизации (горизонтальная площадка располага- [c.237]