Деформационные высокоэластическая

Таким образом, стеклообразное состояние является неким - заморожен-ным , кинетически стабильным, но термодинамически неравновесным состоянием, а не новой фазой, отличной от жидкой. Наблюдаемые температурные кривые различных температурных коэффициентов (рис. 11.7) вполне объяснимы с молекулярно-кинетической точки зрения [39, с. 27 40, с. 24 42, с. 69—73]. Так, в стеклообразном состоянии поглощаемая при повышении температуры теплота идет только на увеличение интенсивности колебаний частиц, и теплоемкость определяется колебательными степенями свободы. В структурно-жидком состоянии, к которому относятся и высокоэластическое, и вязкотекучее деформационные состояния, при нагревании затрачивается добавочная теплота, идущая на увеличение внутренней энергии при переходе от низкотемпературной плотной к высокотемпературной рыхлой структуре. Вследствие этого теплоемкость полимерного стекла меньше теплоемкости полимера в структурно-жидком состоянии. Поэтому на температурной кривой теплоемкости при переходе от жидкости к стеклу наблюдается падение теплоемкости (кривая I, рис. П. 7). Тепловое расширение стекла в твердом состоянии происходит только аа счет увеличения ангармоничности колебаний. Но в структурно-жидком состоянии объем при нагревании дополнительно уве- [c.88]

Это уравнение практически хорошо подтверждается для полимеров (рис. II. 13). Из наклона прямой определяется значение константы 5г, а при lgv = 0 находится значение константы Вь Данные для натурального каучука, приведенные на рис. II. 13, подтверждают, что механическое стеклование наблюдается в структурно-жидком состоянии полимера, причем низкотемпературная область I соответствует твердому стеклообразному состоянию, а области II и III — структурно-жидкому, в котором реализуется как упруго-твердая (//), так и высокоэластическая реакция на воздействие (III). В зависимости от частоты механических воздействий ширина области твердого деформационного поведения изменяется и при некоторой частоте Vh = с исчезает. Отсюда следует, что при очень медленных механических воздействиях с 0 10 с температура механического стеклования Гм.с полимера совпадает с температурой структурного стеклования Тс (при стандартной скорости охлаждения в несколько градусов в минуту), [c.98]

Полученная формула применима и к твердым, и к высокоэластическим телам, однако физическая природа всех ее членов одинакова лишь в первом случае. Для резины только первый член, выражающий работу против сил всестороннего сжатия, имеет деформационную природу, характерную для твердых тел. Последующие же два члена обусловлены совершенно иной—высокоэластической — природой деформации, связанной с перегруппировкой и ориентацией звеньев цепных молекул. Если образец имеет форму параллелепипеда, грани которого в недеформированном состоянии равны Soi, S02, S03, то часто удобнее использовать условное напряжение Pi = Pi/so. Формула для работы примет тогда вид [c.114]

Для создания методов расчета основных параметров резино-технических изделий необходим такой вид выражения для высокоэластического потенциала, который наиболее точно описал бы деформационное поведение высокоэластических материалов при различных видах напряженного состояния. До сих пор наибольшее распространение получил высокоэластический потенциал классической теории высокой эластичности полимерных сеток, [c.154]

Из анализа экспериментальных данных следует, что деформационное поведение ненаполненных резин при различных видах напряженного состояния более точно описывается высокоэластическим потенциалом (IV. 57), учитывающим механическое поле напряжений в нагруженном полимере и роль межмолекулярных сил в передаче напряжений в объеме полимера. [c.159]

Создание однородного поля напряжений в условиях сдвига на практике реализуется относительно легко, а в случае растяжения требует множества ухищрений, поэтому большинство исследователей работают в условиях сдвигового поля. Оно создается либо с помощью ротационных систем (например, вращения цилиндра в цилиндре или конуса относительно плоскости) или длинных капиллярных трубок. Ротационные приборы подробно описаны в работе [51]. В предыдущем параграфе настоящей главы рассматривались вязкостные характеристики полимерных систем и лишь вскользь упоминались вязкоупругие свойства. Однако практически любая полимерная система способна при определенных условиях воздействия проявлять высокоэластическое деформационное состояние, в котором у нее наблюдаются большие обратимые деформации. Необратимые деформации у полимерных тел могут возникать уже при температурах, близких к температуре стеклования, но там они не играют основной роли. [c.175]

II — высокоэластическое, III — вязкотекучее деформационные физические состояния) [c.32]

Полимеры могут находиться в двух агрегатных состояниях (жидком и твердом), двух фазовых состояниях (аморфном и кристаллическом) и трех релаксационных (или деформационных) физических состояниях (стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем). Границы между этими физическими состояниями обычно характеризуют значениями температур стеклования с и текучести Гт. [c.34]

В согласии с рассмотренной выше природой перехода полимера из высокоэластического деформационного состояния в стеклообразное можно сформулировать следующие основные свойства процесса механического стеклования [c.44]

В главе приведены наиболее распространенные варианты статистических теорий высокой эластичности сеток, а также предложенные уравнения деформации сеток и соответствующие им высокоэластические потенциалы, описывающие так называемую равновесную деформацию сшитых полимеров в высокоэластическом состоянии. При этом под равновесным деформационным состоянием понимается состояние, когда все физические процессы релаксации уже прошли и сопротивление внешним силам оказывают только химические узлы сетки полимера. [c.123]

При динамических измерениях по зависимостям gG, lgG" = = /(со) можно установить область перехода полимеров из одного деформационного физического состояния в другое (рис. 6.4). Особенно отчетливо это проявляется, когда М = 20 Ме. Если М = Ме,. то плато высокоэластичности на зависимости lgG" = /( й) практически не проявляется. Переход в высокоэластическое состояние всегда реализуется при напряжениях Р=10 - -10 Па. Кривые I, 2 [c.157]

Теплоемкость Ср частично-кристаллических полимеров вплоть до их Тал изменяется мало. Небольшой изгиб температурной зависимости Ср ПП вблизи 283 К связан с переходом его аморфной части из стеклообразного в высокоэластическое состояние. Выше температуры 385 К рост теплоемкости частично-кристаллических полимеров начинает постепенно ускоряться, что связано с началом плавления кристаллических образований, приводящим к увеличению подвижности на границах аморфных и кристаллических областей. Большее значение удельной теплоемкости ПП по сравнению с ПЭНД связано с дополнительным вкладом, обусловленным вращением метильной группы. Повышенному значению теплоемкости ПП в широком интервале температур способствуют также заторможенное вращение групп С—СНз, два дополнительных скелетных деформационных колебания и три дополнительных углерод-водородных деформационных колебания. [c.270]

Собственно, типичный разрыв полимера наблюдается только в области V, а при более высоких температурах наблюдаются нелинейные деформационные эффекты — потеря устойчивости процесса деформации в месте образования сужения и вязкое течение. Особенности деформации и разрыва полимера при Т>Тц скорее относятся к области реологии полимеров, чем к физике прочности. Поэтому в дальнейшем будет обсуждаться процесс разрушения только в высокоэластическом состоянии, главным образом на примере несшитых и сшитых эластомеров. [c.334]

Термодинамика высокоэластической деформации. Способность к развитию больших обратимых (высокоэластических) деформаций является уникальным свойством полимерных материалов. Это свойство описывают кривой зависимости деформации е от прилагаемого напряжения а — так называемой деформационно-прочностной кривой или кривой растяжения (рис. V. 7). [c.143]

Эластомеры (каучуки, резины, каучукоподобные полимеры) эксплуатируются в высокоэластическом состоянии, и температуры стеклования (Гс) или кристаллизации (Гкр) являются нижними границами их морозостойкости. Ниже этих температур исчезает эластичность и резко ухудшаются деформационные свойства. [c.157]

Такую модель сшитого полимера, называемую моделью двух сеток, состоящих из химических и физических узлов, все чаще применяют для объяснения деформационных свойств полимеров в высокоэластическом состоянии. [c.223]

Есть еще один путь создания подобной разреженной структуры с необычными деформационными (и иными, конечно ) свойствами. Он связан с переводом гибкоцепных полимеров в специфическое высокодисперсное ориентированное состояние посредством вытяжки в активных средах [224]. Здесь уже значительный избыток свободного объема, пересеченного высокоэластическими жгутами из макромолекул, напрямую задается условиями вытяжки. [c.309]

Подтверждением предложенной схемы взаимодействия являются работы, выполненные В. Г, Эпштейном и др. 57,2 по исследованию деформационных характеристик вулканизатов, наполненных высокостирольными полимерами, в которых показано, что кривые растяжения вулканизата (рис. 37) при содержании стирольной смолы свыше 100 вес. ч. состоят из двух частей в первой части осуществляется в основном упругая деформация, во второй —г высокоэластическая. Первая часть кривой соответствует деформации смо- [c.78]

Вязкость характеризует деформационные свойства полимера не только в жидкотекучем, но и в высокоэластическом состоянии. Как было отмечено выше, процесс высокоэластической упругой деформации сопровождается действием сил вязкого сопротивления. С другой стороны, течение жидкого полимера, даже если оно начинается при сколь угодно малой величине напряжения, сопровождается накоплением в материале внутренних упругих напряжений, вызванных деформацией клубков под действием сил вязкого трения. В том и другом случае величина вязких напряжений в деформируемом материале, в соответствии с законом внутреннего трения Ньютона, пропорциональна скорости деформации. Соотношение между упругими и вязкими напряжениями в простейшем случае описывается в высокоэластичном состоянии уравнением деформации вязкоупругого твердого тела (тела Кельвина), а в состоянии вязкой жидкости — уравнением деформации вязкоупругой жидкости (тела Максвелла). [c.818]

Несмотря на внешнее сходство процессов развития шейки в деформируемом кристаллическом полимере при температурах выше и ниже температуры стеклования, механизм ее образования для полимеров в высокоэластическом состоянии существенно различен. Испытание полимерных пленок на растяжение в жидкостях позволяет судить о механизме структурных перестроек в шейке по закономерностям поглощения жидкостей и изменения деформационных свойств. [c.170]

Уникальные деформационные свойства полимеров, обусловливающие возможность их широкого применения, определяются длиной и подвижностью макромолекул. Поэтому в гл. I кратко рассмотрены основные закономерности, связывающие молекулярную и надмолекулярную структуры полимера с его деформационными характеристиками. Приведен всесторонний анализ физической сущности релаксационных явлений и методам их количественного описания. Подробно рассмотрена природа высокоэластических деформаций. Особое внимание уделено введению основных понятий (таких, как упругая, высокоэластическая и пластическая деформация, скорость сдвига, релаксационный и динамический модули, обобщенный релаксационный спектр и т. п.). [c.9]

Вынужденная высокоэластическая деформация. Если температура образца немного ниже температуры стеклования (кривые 4 и 5 на рис. I. 11), то на деформационных кривых появляется ярко выраженный максимум. Развивающаяся при этом деформация на первый взгляд имеет пластический характер, так как после снятия нагрузки образец сокращается только на величину деформации, соответствующую нисходящей ветви кривой, расположенной правее максимума. Однако если такой удлинившийся образец нагреть выше температуры стеклования, то он сократится до первоначальной длины. [c.27]

Упомянутые идеализированные варианты были использованы прнменлтельно к полимерам, которые в покое были скорее в стеклообразном, нежели структурно-жидком деформационном состоянии. В принципе, определенные удобства для разделения вязких и высокоэластических составляющих деформаций и соответственно зондирования релаксационного спектра представляет невулкани-зованные или недовулканизованные каучуки. (Конечно, при этом приближение к вязкому течению осуществляется со стороны высокоэластического состояния). В этом случае при достаточно широком диапазоне изменения Р (или растягивающего напряжения) удается довольно существенно менять и у. не попадая в экстремальные условия, когда начинают работать термокинетические эффекты структура сетки меняется при этом не слишком сильно, а механизмы прекращения течения не связаны с фазовыми превращениями. Особенно удобны опыты такого рода (течение каучуков через патрубки) для наблюдения высокоэластической турбулентности. Однако указанные системы не находятся в типичном вязкотекучем состоянии и потому здесь не рассматриваются. [c.183]

Если линейный полимер находится в кристаллическом состоянии, то ниже температуры плавления Гпл (или кристаллизации Тк) он будет твердым, обладая при этом различной жесткостью ниже и выше температуры стеклования Тс (кривая типа 3 на рис. 1.15). Это связано с тем, что некристал лическая (аморфная) часть полимера ниже Тс находится в стеклообразном, а выше — в высокоэластическом состоянии. В тех случаях, когда полимер слабо закристаллизован, выше Тс он ведет себя в отношении деформационных свойств как некристаллический полимер или как эластомер повышенной жесткости. [c.33]

Из упругого состояния полимер можно вновь перевести сначала в высокоэластическое, а затем и в вязкотекучее состояние либо увеличением периода действия силы 0 (или уменьшением частоты), либо уменьшением времени релаксации т, что достигается повышением температуры. Следовательно, природа перехода полимера из высокоэластического деформационного состояния в упругое, как и природа структурного стеклования, молекулярно-кинетическая и определяется теми же процессами молекулярных перегруппировок. Однако переход в упруготвердое состояние не связан с замораживанием структуры и происходит в структурно-жидком состоянии системы, т. е. выше Гс. Таким образом, под стеклованием в силовых полях или механическим стеклованием следует понимать переход полимеров из высокоэластического в упруготвердое состояние, не связанный с их структурным стеклованием. При охлаждении расплава полимера вначале происходит механическое стеклование, а затем и структурное. Учет различия между процессами механического и структурного стеклования позволяет устранить неясность в механизмах стеклования полимеров под действием внешних сил и при их отсутствии. Температуры структурного Гс и механического стеклования Гм независимы между собой, так как первая зависит от скорости охлаждения, а вторая —от времени действия силы 0 или частоты упругих колебаний V. [c.43]

Из-за отличия механизмов износа твердых н высокоэластических полимероа (пластмасс и резин) методики его изучения и способы количественной оценки различаются. Износ пластмасс зависит от их фрикционных (коэффициент внешнего трения), деформационных (модуль упругости) и прочностных (разрушающее напряжение) свойств. Так как на площади фактического контакта трущихся поверхностей имеет место и микрорезание, и усталостное разрушение, то удельный износ /уд можно охарактеризовать эквивалентной величиной массовой интенсивности износа [c.383]

Благодаря созданию новых реологических приборов И. Г. Гран-ковскому удалось получить полную кривую кинетики структурообразования цементных дисперсий и установить четыре качественно отличающиеся стадии в этом процессе (рис. 21). При рассмотрении наиболее характерной ки/гетики структурообразования тампонаж-ной цементной дисперсии в аспекте деформационных процессов отмечено, что кривые в координатах е = / (т), полученные при постоянном напряжении сдвига, в первой и второй стадиях характеризуются развитием высокоэластических деформаций с большим периодом ретардации (до 10—15 мин). Модули быстрой эластической деформации в этих стадиях имеют порядок 10 —10 дин см , что характерно для коагуляционных структур. К концу второй стадии начинают преобладать кристаллизационные процессы, которые наиболее интенсивно развиваются в третьей стадии, что отражается на кривой увеличением модуля упругости, достигающего к концу третьей стадии 10 дин1см . [c.105]

Несомненно, что высокоэластическая деформация зависит от способности макромолекул изгибаться, но, как было показано, даж-е в эластическом состоянии макромолекулы уложены в более или менее упорядоченные образования, следойательно, деформационные свойства полимера определяются не только поведением отдельных taкpoмoлeкyл, но и свойствами надмолекулярных образований, Пачки, состожцие из достаточно гибких цепей, сами могут изгибаться и деформироваться. [c.179]

Деформационные приборы вакуумметры 1/662 манометры 2/1281-1284 термометры 4/1078 Деформация(и) 2/54, 55, 860 1/1212, 1218, 1220 4/994 без течения 1/873 высокоэластические 1/859, 861, 862 и дилатаисия 2/111, 112 4/885 и механическая релаксация 4/464 и напряжения, см. Гука закон и огнестойкость конструкций 3/647 и отжиг 3/256, 257 и поверхностные явления 2/608 3/1173 [c.590]

Деформационные свонства полимеров в высокоэластическом состоянии. Как отмечалось в гл. 4, высокоэластнческое состояние является равновесным, но лля его установ 1сння требуется определенное время, т. е. деформация в этом состоянии [c.287]

Релаксационный характер процессов деформации полимеров приводит к тому, что границы между релаксационными (физическими) состояниями определяются не только температурой, но и прилагаемой нагрузкой (значением, скоростью и длительностью приложения). Поэтому релаксационные состояния называют также деформационными состояниями. В зависимости от характера нагрузки один и тот же полимер при данной температуре может вести себя как упругое, высокоэластическое или пластическое (текучее) тело. При действии быстрых сил -ударной нафузки - главным образом проявляется упругость, а в случае медленных сил - текучесть. Полимер, яааяющийся при данной температуре высокоэластическим, при большой скорости приложения кратковременных нафузок ведет себя как упругое тело (явление механического стеклования), а при длительно действующей силе обнаруживает текучесть. Жидкий полимер может в определенных условиях проявить высо-коэластичность и даже упругость. [c.156]

Типичная деформационная кривая каучукоподобного полимера представлена на рис. 62 (Стр. 163). Первый участок отвечает очень небольшим деформациям, которые формально подчиняются закону Гука на этом участке модуль постоянен и не очень велик Второй участок кривой отвечает развитию высокоэластической деформации, Природа которой подробно рассмотрена в главе VII при этом модуль составляет величину порядка 0.02 кГ/с.и . На третьем участке наблюдается резкое возрастание модуля, т. е. малым изменениям деформации соответствуют большие изменения напряжения Это связано с распрямлением цепей и изменением энергии их взаимодействия Ггри деформации (стр. 163). При определенном 31га-че1 ии напряжения образец разрывается (точка А) [c.209]

Если деформационные релаксационные потери отсутствуют (что характерно для хрупких тел, разрушение которых не должно -сопровождаться—ни—нласгическимй ни высокоэластическими. [c.99]

Наиболее общим структурным механизмом, обусловливающим обратимость таких больших деформаций, по-видимому,, является существование системы межструктурных связей, соединяющих структурные элементы (безотносительно конкретизации особенностей их внутреннего строения и размеров), которые приобретают подвижность при достижении предела текучести. -Однако в связи с обсуждением влияния гидростатического давления на рассматриваемое явление (чему уделено много внимания в настоящей главе) следует иметь в виду, что в принципе возможны различные физические механизмы, приводящие к развитию больпшх деформаций в полимерах, и различные критерии, определяющие положение и форму критических поверхностей в пространстве напряжений, причем некоторые из них могут отвечать за развитие действительных пластических, а другие — обратимых (высокоэластических) деформаций реализация же того или иного случая зависит от того, какая из раз 1ичных критических поверхностей будет отвечать меньшим значениям напряжений при выбранной геометрической схеме нагружения. Возможность существования различных критических явлений и отвечающих им разных критериев особенно важна для интерпретации наблюдаемых экспериментальных фактов, как это было показано Стернстей-ном (Доклад на II Международной конференции по деформационным, пластическим и прочностным свойствам полимеров. Кэмбридж, Англия, март 1973). [c.304]

При разрушении полимеров с большими высокоэластическими предразрывными деформациями (резины, кристаллические неориентированные полимеры, при деформации которых образуется шейка ) трудно оценить значение истинного напряжения, действующего на разрываемые связи. В этом случае большое значение приобретают релаксационные деформационные процессы в объеме [c.114]

В области каучукоподобного состояния Tg Т Tf, кривые 6—8 на рис. I. 11) диаграмма напряжение — деформация имеет S-образную форму. Пологий участок кривой 500 ВОО 700 ш соответствует развитию высокоэластической деформации, которая развивается при постоянном значении растягивающей силы. Поэтому условное напряжение также остается постоянным. Истинное напряжение, рассчитанное с учетом умеиьщения площади поперечного сечения, с увеличением деформации непрерывно растет деформационные кривые в истинных напряжениях имеют вид, представленный на рис. I. 12. Уменьшение крутизны кривой в области перегиба объясняется снижением высокоэластического модуля. Возрастание крутизны конечного участка кривой объясняется тем, что при этих деформациях для большей части макромолекул реализована вся возможная высокоэластическая деформация и дальнейшее растяжение образца вызывает их упругое растяжение. [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология