Высокоэластическая вынужденная

Любые полимеры можно получить при достаточно низкой температуре в стеклообразном состоянии. Механизм стеклования связан с повышением жесткости линейных цепей полимеров при охлаждении. Поэтому в стеклообразном состоянии гибкость макромолекул ограничена, и полимеры обладают свойствами твердых тел. Ниже полностью теряется подвижность звеньев, и полимер ведет себя как хрупкое тело (разрушается при малой деформации). При более высокой температуре некоторая подвижность звеньев полимерных цепей сохраняется. Именно она обусловливает возможность изменения форм макромолекул под действием значительных внешних напряжений, а следовательно, и изменение формы тела без нарушений. Такая деформация стеклообразных полимеров получила название вынужденной высокоэластической деформации. Этим стеклообразное состояние высокополимеров отличается от твердого состояния аморфных низкомолекулярных веществ (последние в твердом состоянии всегда хрупки). [c.397]

Несминаемость тканей обусловлена проявлением вынужденной эластичности. Чем больше доля высокоэластической деформации волокна в стеклообразном состоянии, тем меньше его сминаемость. Малая сминаемость тканей типа стирай - носи объясняется проявлением значительной высокоэластичности в волокне из полиэтилентерефталата при комнатной температуре. [c.136]

Кроме того, в отличие от низкомолекулярных веществ под действием больших нагрузок макромолекулы полимеров изменяют форму — переходят из одной конформации в другую. Этот переход вынужденный, вызванный воздействием внешних сил. В результате деформируется сам образец полимера. Такую де-ф)ормацию называют вынужденной высокоэластической (вынужденно-эластической) деформацией. Эта деформация необратима, т. е. после снятия нагрузки первоначальные размеры и форма образца не восстанавливаются. Однако если деформированный образец нагреть выше Тс, а затем снова охладить, то первоначальные размеры и форма образца восстанавливаются. [c.43]

Практически у всех полимеров могут проявляться упругие и высокоэластические (вынужденные высокоэластические) свойства [1—3]. Хотя ДО сих пор не создано количественной теории, связывающей строение полимеров с их физико-механическими свойствами, однако установлена связь между особенностями строения полимеров, режимами деформации и характеристиками прочности. К таким особенностям следует отнести степень полимеризации, интенсивность межмолекулярного взаимодействия, разветвленность, степень поперечного сшивания полимера [1]. [c.62]

Высокоэластическая деформация полимера в стеклообразном состоянии получила название вынужденно-эластической (по Александрову). [c.135]

При малых напряжениях в высокоэластическом состоянии проявляется процесс, напоминающий явление вынужденной эластичности, так как при некотором критическом напряжении происходит разрушение вторичных узлов пространственной сетки и изменяется сопротивление эластомера деформированию. Этот релаксационный процесс объясняется существованием микрообластей, образующих со свободными цепями пространственной сетки дополнительные вторичные узлы нехимического происхождения, которые распадаются при достижении критического напряжения. [c.141]

Большие деформации, развивающиеся в стеклообразных полимерах под влиянием больших напряжений, были названы вынужденно-эластическими, а само явление — вынужденной эластичностью. При вынужденно-эластической деформации не происходит смещения центров тяжести макромолекул друг относительно друга. Как и при высокоэластической деформации, изменение формы образца происходит за счет изменения конформаций макромолекул. Однако в отличие от высокоэластической деформации этот процесс при данной температуре практически необратим. [c.156]

Если образец освободить теперь из зажимов, то он, будучи, за-стеклованным, не сократится самопроизвольно. Исчезнет только упругая деформация (доли процента). Однако при нагревании выше Тс, как только сегменты обретут вновь способность к тепловым перемещениям, образец сократится до длины, близкой к исходной. Таким образом, при растяжении стеклообразного полимера возникает ориентация сегментов в направлении действия силы, т. е. разворачивание молекулярных клубков, а после нагревания выше Тс — свертывание макро.молекул, переход их в прежнее состояние статистически свернутых лубков. Формально это явление похоже на высокоэластическую деформацию. Однако разворачивание клубков происходит вынужденно, под влиянием значительных внешних напряжений, а не в результате теплового движения. [c.149]

Выше температуры текучести находится область вязкотекучего состояния, между и — область высокоэластического состояния, между Те и Ту р — область вынужденной эластичности и ниже Гхр полимер находится в хрупком состоянии. [c.217]

Ориентация полимерных молекул возможна как для аморфных, так и для кристаллических полимеров, у которых при растяжении наблюдается также и ориентация кристаллических областей. Для аморфных полимеров возможна ориентация всей цепной молекулы в целом (при необратимой пластической деформации) и ориентация участков молекул (при высокоэластических или вынужденно-эластических деформациях). Оба механизма ориентации имеют релаксационный характер, причем преобладание одного механизма ориентации над другим определяется температурой и скоростью вытяжки полимера. [c.146]

Исследование влияния наполнителей на множественные переходы в аморфных полимерах, находящихся в различных физических состояниях, и на величину и положение подобластей стеклообразного состояния показало, что увеличение концентрации наполнителя приводит сначала к резкому увеличению всех определенных из механических характеристик температур перехода, а затем они изменяются мало [184—187]. При этом была обнаружена большая чувствительность температур перехода наполненных полимеров к скорости деформации по сравнению с ненаполненными, объясняемая уменьшением подвижности цепей под влиянием поверхности В результате изменения скорости деформации и концентрации наполнителя один и тот же полимер при данной температуре может находиться в хрупком, хрупкоэластическом, вынужденно-эластическом или высокоэластическом состоянии. При наличии в полимере множественных переходов, как правило, высор-температурные переходы под влиянием наполнителя смещаются в сторону более высоких, а низкотемпературные—более низких температур. [c.101]

Рассмотрим уравнение (1Х.44), имея в виду высокоэластическую деформацию. Если рассматривать процесс развития высокоэластической деформации ниже Гст (вынужденная высокоэластическая), то время релаксации т велико, а показатель экспоненты мал. После замены экспоненты линейным членом разложения в ряд Маклорена, получим [c.218]

При образовании шейки фактически имеет место та же вынужденная высокоэластическая деформация, которая, однако," сопровождается фазовым переходом. Как аморфные, так и кристаллические полимеры восстанавливают свою первоначальную форму с опозданием вследствие фиксации растянутых конформаций макромолекул межмолекулярными силами, но в первом случае это опоздание связано со стеклованием, а во втором — с кристаллизацией. В обоих процессах восстановление формы объясняется возрастанием подвижности звеньев и способностью макромолекулы свертываться с повышением температуры. [c.456]

По аналогии с термином вынужденная эластичность переход от высокоэластического к вязкотекучему состоянию с увеличением напряжения можно было бы назвать вынужденной текучестью . Понятно, что с повышением температуры и с уменьшением скорости деформации предел текучести уменьшается, так как разрушение временных узлов облегчается. [c.122]

При растяжении под действием внешней силы полимерного образца, находящегося в высокоэластическом состоянии, макромолекулы приобретают вытянутые конформации. Вытянутые конформации могут быть осуществлены меньшим числом способов, чем свернутые, поэтому они характеризуются меньшей термодинамической вероятностью и меньшей энергией. Таким образом, при растяжении происходит вынужденный переход образца из состояния с большей энтропией к состоянию с меньшей энтропией, следствием чего является стремление образца к возврату в начальное состояние. Этим обусловлена обратимость высокоэластической деформации. [c.67]

Рассматривая влияние пластификаторов, Ю. С. Лазуркин отмечает [547], что пластификатор, снижая температуру размягчения, одновременно понижает предел вынужденной эластичности. При этом температура хрупкости (например, для поливинилхлорида и полиметилметакрилата) изменяется очень мало или не изменяется вовсе, что связано с сильным уменьшением Ор хрупкого разрушения. В результате этого интервал вынужденной эластичности с увеличением концентрации пластификатора непрерывно сужается, и в пределе пластифицированный полимер по своему поведению в твердом состоянии приближается к низкомолекулярным стеклам. Естественно, что при высоких температурах благодаря высокоэластическим свойствам такие материалы резко отличаются от низкомолекулярных твердых тел. [c.211]

При адиабатическом процессе нагружения тела, проявляющего деформацию вязкого течения, принимают [561, с. 119], что будет происходить увеличение энергии. Возрастание энтропии обусловлено необратимым характером деформации. (Следует, однако, иметь в виду, что для полимеров характерно одновременное возрастание обратимой высокоэластической или вынужденно-эластической составляющей деформации). Возрастание энтропии будет [c.263]

Эта специфика разрушения полимерных тел определяется их способностью развивать высокоэластическую или вынужденно-эластическую деформацию. В зависимости от гибкости цепей макромолекул, степени их ориентации, температуры и скорости нагружения и других факторов эти особенности разрушения полимеров могут реализоваться более или менее полно. Наиболее полно они реализуются при разрушении эластомеров. Поэтому одни из первых работ, посвященных кинетике разрушения полимерных тел, были проведены на эластомерах [294, с. 4 295, с, 1364]. [c.277]

Физико-химические свойства систем, которые мы рассматриваем, существенно зависят от наличия переходного слоя на межфазной границе. Эти свойства определяются также характером распределения компонентов друг в друге и условиями получения композиции, определяющими ее структуру. Вследствие неоднородности смесей зависимости их механических свойств от состава имеют сложный характер [426, 427]. Раздельная. кристаллизация компонентов в смесях кристаллических полимеров, приводящая к возникновению четких границ между сферолитами, определяет легкость разрушения системы и невозможность создания в ней напряжений, необходимых для развития вынужденной высокоэластической деформации. На свойствах смесей сказываются также различия температурных зависимостей слагающих деформации. [c.214]

В работах Ю. С. Лазуркина было показано, что в интерьале между температурами стеклования и хрупкости (т. е. ниже температуры стеклования) полимеры под действием больших внешних сил могут подвергаться значительным деформациям без разрушения. Такие деформации коренным образом отличаются от обычной пластической деформации, так как исчезают при нагревании разгруженного образца. Это явление получило название вынужденной эластичности. Оно обусловлено высокоэластической деформацией полимера, вызываемой действием больших внешних сйл при температуре ниже температуры стеклования, так как в этих условиях снижается энергия активации молекулярных перегруппировок, [c.587]

Размеры микроблоков надмолекулярных структур, приведенные в табл. I. 1, подтверждаются опытами, в которых для линейных полимеров метилстирольного каучука СКМС-30 и бутадиен-стирольного каучука СКН-26 были исследованы диаграммы растяжения с заданными скоростями деформации (см. табл. 1.2). При тем- пературах ниже Гс (т. е. в области стеклообразного состояния) кривые деформации характеризуются наличием предела вынужденной эластичности Ов, что будет рассмотрено в гл. П. Процесс вынужденной эластичности связан с -тем, что время молекулярной релаксации т, характеризующее подвижность свободных сегментов и близкое по величине (но несколько большее) к среднему конформационному времени Тк [уравнение (1.23)], снижается при больших напряжениях (порядка 10 —10 Па) настолько, что сегменты становятся подвижными и высокоэластическая деформа-ция возможна. [c.66]

Термофлуктуационный механизм осложняется тем, что релаксационные процессы проявляются в полимерах тем отчетливее, чем выше температура. Так, по мере перехода к высоким температурам в микрообъемах перенапряжения проявляется вынужденная эластическая деформация. Вначале этот релаксационный процесс приводит к высокоэластическим деформациям в местах концентрации напряжений, главным образом у вершины микротрещин (термо-флуктуационно-релаксационный ме.ханизм), а затем при более высоких температурах — к образованию трещин серебра , стенки которых связаны между собой микротяжами (релаксационный локальный механизм разрушения). Выше температуры стеклования в высокоэластическом состоянии господствующими являются релаксационные процессы и механизмы разрушения приобретают резко отличительные черты (в табл. 11.2 — вязкоупругий механизм разрушения). Здесь в местах концентраций развивается локальное вязкое течение, которое приводит к образованию так называемых надрывов , являющихся аналогами трещин в хрупком состоянии. На схеме прочностных состояний (рис. 11.4) указаны области действия различных механизмов разрушения некристаллических полимеров, а также область пластического состояния между температурой пластичности и температурой текучести Т . Разрушение в [c.289]

Методом инфракрасной спектроскопии [61] доказано, что в зонах перенапряжений возникает микродеформация, являющаяся по своей природе вынужденной высокоэластической деформацией. Диссипация энергии вследстиве микродеформации наблюдалась в ряде работ. Рост трещины сопровождается при больших скоростях значительным локальным разогревом материала в отдельных случаях на сотни кельвин. [c.317]

Для стеклообразных полимеров особенно важна способность выдерживать длительное действие внешней силы (нагрузки) при сохранении размеров в заданных пределах. Это определяется величиной и закономерностями ползучести. На рис. 10.6 показаны кривые ползучести полистирола при разных нагрузках. Видно, что при нагружении мгновенно увеличивается длина образца за счет развития упругой деформации (деформация пружины). Далее развивается замедленная упругость, качественно аналогичная развитию высокоэластической деформации (элемент Кельвина — Фойхта). Эта замедленная упругость характеризует развитие вынужденно-эластической деформации. Далее возможны два случая либо деформация перестает увеличиваться после достижения определенной величины, либо она развивается непрерывно. В первом случае мы говорим, что имеет место затухающая ползучесть, во втором случае — незатухающая ползучесть. Последняя развивается как за счет истинно необратимой, так и за счет замедленной вынужденноэластической деформации без образования шейки. Полимер может применяться как конструкционный материал только в том случае, если под действием заданной нагрузки в нем развивается затуха- [c.151]

Высокоэластическая деформация, вынужденно-эластическая деформация стеклообразных полимеров, пластическая деформация кристаллических полимеров приводят к развертыванию молекулярных клубков и ориентации макромолекул в нанравлении действия силы. Ориентированные эластомеры можно охладить до Т<Тс и таким образом зафиксировать состояние ориентации макромолекул. Все ориентированные полимеры имеют одно общее свойство их прочность и модуль упругости при растяжении в направлении ориентации много больше, чем у неориентированного полимера, а гфочность и модуль при деформации в перпендикулярном направлении ме]Н)Ше, чем у исходного пеорисптиронанпого полимера. [c.191]

Разрушению предшествуют значительные деформации — вынужденные высокоэластические (см рис. 5.3) под действием локальных напряжений и вызывающие сегментальную подвижность в микрообластял, прилегающих к вершине микротрещины. [c.330]

Большие деформации, развивающиеся в стеклообразных пол мерах лишь под влиянием значительных напряжений, ио близк ио своей природе к высокоэластическим, былм идзеаны Л. П. Але сандровым вынужденно-эластическими, а само явление — вын охденной эластичностью . [c.210]

Линейные аморфные полимеры в зависимости от температуры могут находиться в трех достаточно четко разграниченных физических состояниях [146, 162—165] стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем, ограниченных температурой стеклования Тс и температурой текучести Тт- Кроме этих основных физических состояний при более детальном изучении особенностей деформации в зависимости от температуры выделяют еще два промежуточных (переходных) состояния вынужденно-эластическое и вынужденно-пластическое [166, 167]. Первое из них является частью о бласти стеклообразного состояния па границе с высокоэластическим, а второе — частью области высокоэластичеокого состояния на границе с вязкотекучим. [c.53]

Начальные участки кривых растяжения полимера в области вынужденной эластичности (см. рис. 33) и в области пластичности (см. рис. 37, кривая /) внешне сходны (в координатах условное напряжение—деформация на кривых наблюдается максимум). Отличие заключается в том, что возрастающая ветвь (до максимума) в одном случае относится к обычной упругой, а в другом— к высокоэластической деформации. Пределы и означают, что при этих напряжениях в материале начинают развиваться соответственно высокоэластическая п пластическая деформация. Отличие заключается еще в том, что в первом случае уменьшение напряжения после максимума связано с образованием шейкиу. [c.75]

Изменение температуры влияет на напряженное состояние полимеров. На рис. IV. 1 приведена зависимость напряжения от температуры при растяжении. На этой зависимости можно выделить три области, ограниченные упругими (I), высокоэластическими (II) и необратимыми (III) деформациями и соответствующими им пределами хрупкости Стхр, вынужденной эластичности Ов, высокой эластичности Оэл и пластичности (текучести) Оп. [c.149]

В отличие от свободных нленок нленки на подложках дефорып руются совершенно иначе. Во-первых, эмаль-провода, т. е. системы пленка — подложка, могут быть растянуты на 45—50% без разрыва пленки. При удлинении более 45—50% происходит разрыв медной проволоки, поэтому истинную деформируемость пленки эмаль-лака измерить не удается, но можно с уверенностью утверждать, что абсолютное значение деформируемости этой пленки на медной подложке больше 45—50%, т. е. в 4—5 раз превосходит разрывное удлинение свободных пленок. Во-вторых, при растяжении пленок совместно с подложкой возникает задержанная усадка, что легко обнаружить, отделив пленки от медного провода. После отделения от растянутой подложки пленка при комнатной температуре сокращается не полностью, и часть деформации остается замороженной . Однако эта замороженная деформация нри нагревании нленок до температуры стеклования исчезает, т. е. она обратима, что свидетельствует о ее высокоэластическом характере. Итак, нри деформации пленки эмальлака совместно с подложкой возникает, как было впервые показано в работе [308], вынужденная высокоэластическая деформация (ВВЭД). [c.197]

Появление ВВЭД в большинстве случаев наблюдается уже в самом начале процесса деформации системы пленка — подложка. Пленки, отделенные от растянутых подложек и имеющие задержанную усадку, нри разрыве в свободном состоянии деформируются обратимо, причем значение разрывного удлинения деформированных пленок, как правило, мало отличается от соответствующей величины для исходных нленок. Таким образом, можно сделать вывод, что пленка, деформируемая совместно с подложкой, проявляет два различных вида деформации обычную обратимую деформацию, характерную для сшитых полимеров в стеклообразном состоянии, и вынужденную высокоэластическую деформацию (ВВЭД), отличающуюся от деформации стеклообразных полимеров тем, что ВВЭД появляется уже на ранних стадиях растяжения системы пленка — подложка и реализуется только при наличии адгезионной связи нленки с подложкой. При отделении пленки от подложки механизм, обеспечивающий возникновение этой своеобразной ВВЭД, выключается , и пленка, растягиваемая в одиночку , деформируется но обычному механизму — обратимо. Следовательно, тот огромный запас деформируемости , который обнаруживается при растяжении системы, обусловлен адгезионной связью пленки с подложкой. [c.197]