Хрупкие полимеры

Сопротивление удару хрупкого полимера (площадь под кривой нагрузка—деформация), по существу, определяется энергией We, необходимой для достижения стадии быстрого распространения трещины (максимума Р). Дополнительная энергия, требуемая для разделения материала на части во время фазы быстрого роста трещины, незначительна (рис. 8.24). Поэтому одними из наиболее существенных особенностей сопротивления удару хрупких полимеров являются ограниченные условия, при которых становится возможным быстрый рост трещины в материале. Данная проблема будет рассмотрена в гл. 9 с позиций механики разрушения. Абсолютные значения наибольшей изгибающей силы Fm или наибольших напряжений в растягиваемом волокне не являются мерой сопротивления удару. Действительно, термообработка (в течение 30 мин при 130°С) бруска полистирола, полученного инжекцией расплава, увеличивала сопротивление удару (за счет увеличения отклонения б) от 18 до 21 кДж/м при одновременном уменьшении fm от 235 до 215 Н [105]. [c.272]

Для термопластичных полимеров следует повышать их адгезию к волокнам. При этом в процессе нагружения за счет деформации полимера снижается нагрузка на волокна. Для хрупких полимеров необходимы условия, обеспечивающие их отслоение для развития деформации в волокне. [c.560]

На рис. 10.5 кривая / типична для хрупкого полимера. Полимер становится хрупким тогда, когда время до разрушения много меньше, чем время релаксации, и поэто- [c.153]

Мы видим, что при разрушении даже хрупкого полимера, где перемещение сегментов под действием перенапряжений в вершине растущей трещины относительно невелико и внешне вынужденно-эластическая деформация не проявляется, наибольшие затраты энергии при разрушении идут на деформацию и связанное с этим рассеяние механической энергии в виде теплоты. Особенно сильно поглощается механическая энергия при образовании микротрещин. Чем больше образуется микротрещин (например, при ударе), тем труднее разрушить полимер, тем выше его стойкость к ударным нагрузкам. Образование микротрещин часто проявляется в виде побеления ( серебрения ) образца в месте удара. [c.198]

Полимеры в высокоэластическом состоянии к моменту разрушения достигают значительной деформации. Это оказывает сильное влияние на механизм разрыва. На рис. 13.4 показано схематически, как в эластомере первоначальная трещина с острой вершиной затем при деформации постепенно расширяется (раскрывается), но не растет (рис. 13.4,6). Причина этого в низком модуле эластомера по сравнению с модулем хрупкого полимера при достаточно большой деформации, когда хрупкий полимер мог бы уже разрушиться, в эластомере накопленная механическая энергия еще невелика. Перенапряжение в вершине трещины обусловливает возникновение там дополнительной деформации. Перенапряжения при [c.198]

Изменяя типы взятых диизоцианатов и спиртов, а также их соотношения, можно получить полимерные материалы с различными свойствами — от мягких и эластичных уретановых каучуков до жестких и даже хрупких полимеров. [c.178]

Изменяя типы взятых изоцианатов и спиртов, а также их соотношение, можно получать полимерные материалы с различными свойствами — от мягких и эластичных до жестких и даже хрупких полимеров. Установлено, что путем изменения количества поперечных связей между линейными цепями можно получать полимеры с требуемыми свойствами от высокоэластичных каучуков до термопластичных и термореактивных смол. [c.475]

Скорость процесса полимеризации этилена может в известной мере регулироваться концентрацией четыреххлористого титана, а молекулярный вес полимеров — отношением молей триэтилалюминия к четыреххлористому титану. Полиэтилен, наиболее подходящий для технических и бытовых изделий, должен иметь молекулярный вес от 70 ООО до 350 ООО, для чего следует брать соотношение молей триэтилалюминия и четыреххлористого титана в пределах от 1 1 до 1 1,2 при концентрации триэтилалюминия 0,5—1 г/л. При повышении этого соотношения до 2 1 получаются полимеры молекулярного веса больше 1 ООО ООО, трудно перерабатываемые нри уменьшении соотношения до 1 2 молекулярный вес уменьшается до 30 ООО и получаются хрупкие полимеры. [c.779]

Физ.-мех. св-ва П. зависят от величины мол. массы. П., мол.м. к-рых менее 20 тыс.,-хрупкие полимеры с низкими прочностными св-вами. П., мол. м. к-рых > 25 тыс., обладают высокой мех. прочностью и эластичностью. Для П. характерны высокое разрушающее напряжение при изгибе и прочность при действии ударных нагрузок (образцы П. без надреза не разрушаются), высокая стабильность размеров. При действии растягивающего напряжения 220 кг/см в течение года не обнаружено пластич. деформации образцов П. По диэлектрич. св-вам П. относят к среднечастотным диэлектрикам диэлектрич. проницаемость практически не зависит от частоты тока. Ниже приведены нек-рые св-ва П. на основе бисфенола А [c.630]

Одноосно ориентированные полимеры нестойки к удару — может возникнуть трещина (разрушение) вдоль направления ориентации макромолекул. Для повышения стойкости к удару хрупкого полимера его подвергают двухосной ориентации, т. е. вытяжке в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Этот прием используют для получения прочных пленок. [c.30]

Кротоновый альдегид прп нагревании приблизительно до 225° под давлением 10 ООО атм очень быстро полимеризуется с образованием хрупкого полимера, не размягчающегося при 140° [173]. [c.190]

Несомненно, все хрупкие полимеры могут эффективно деструктироваться в аппаратуре ударного действия, рабочие органы которой не ограничены какими-либо зазорами. Эластичные полимеры, наоборот, деструктируются в аппаратуре, работающей [c.143]

У хрупких полимеров, например у стеклопластиков, масштабный фактор существенно влияет на константу П , а у пластичных этот эффект значительно слабее. [c.149]

У хрупких полимеров (жесткие термопласты, стеклопластики, многие изотропные реактопласты) значение ер достаточно мало, обычно менее 10%. В этом диапазоне гипербола (5.132) практически не отличается от прямой [c.169]

Реакцию проводят в водном растворе исходных веществ. Ре-зольная смола даже на начальной стадии поликонденсации (т. е. еще в виде олигомера) нерастворима в воде и легко отделяется от раствора. В этой стадии резольная смола представляет собой хрупкий полимер с низкой температурой размягчения (65—75°С), легко растворимый в спирте, ацетоне, бензоле. В производстве лаковой смолы фенол заменяют л-бутилфенолом. [c.421]

Особый интерес представляет механизм упрочнения хрупких полимеров каучукоподобными полимерами. Для объяснения влияния каучука на свойства жесткого полимера была предложена механическая модель [557], состоящая из параллельно соединенных жесткого и упругого элементов, которые последовательно соединяются с элементом, моделирующим свойства стеклообразной матрицы. Роль каучука состоит в предотвращении катастрофического распространения образующейся трещины и в обеспечении возможности холодного течения матрицы, приводящего к образованию шейки при больших деформациях. При этом предполагается, что основная роль наполнителя сводится к созданию дополнительного свободного объема, благоприятствующего образованию шейки. Хрупкое разрушение таких полимеров, как ПММА, ПС, сополимер стирола с акрилонитрилом и др., может быть связано с тем, что поглощение энергии происходит в слоях микронной толщины у поверхности растущей трещины [558]. При упрочнении хрупких поли.меров каучуками деформация происходит уже в слоях значительно большей толщины, что приводит к увеличению способности поглощать энергию. Однако в целом энергия, поглощаемая каучуком в области волосяных трещин, намного меньше, чем в матрице, поскольку каучук характеризуется значительно более низким значением модуля, а напряжения в обеих фазах одинаковы. Поэтому можно полагать, что частицы каучука способствуют возникновению гидростатического растягивающего напряжения в полимерной матрице. Оно приводит к увеличению свободного объема, которое способствует возрастанию податливости к снижению хрупкости. Источником гидростатического давления служит относительная поперечная усадка, обусловленная различием значений коэффициента Пуассона каучука (0,5) и матрицы (около 0,3). [c.279]

Это показано на рис. 15, на котором также выделена узкая область перехода от хрупких полимеров к полимерам, разрушающимся не хрупко. У ига считает, что хрупкость зависит от среднечислового молекулярного веса полимера и что увеличение Мдг снижает опасность хрупкого разрушения. С другой стороны, текучесть полимера определяется его средневесовым молекулярным весом. Поэтому желательно снижение [c.69]

Для увеличения гибкости и упругости хрупких полимеров или для увеличения жесткости каучукоподобных материалов обычно используются такие приемы, как смешение, сополимеризация и привитая сополимеризация. [c.15]

Другое важное изменение ударной вязкости, происходящее при армировании полимера стеклянным волокном, иллюстрирует рис. 5, где сопоставляется поведение хрупкого полимера — полистирола [c.275]

Характерное поведение хрупких полимеров при ударе удобно представить на примере полистирола. Рамштайнер [105] совсем недавно провел калиброванное испытание на удар на стандартных брусках полистирола. Обследование разрушенных образцов показало, что образцы ослаблены вследствие быстрого распространения трещины, образующейся в зоне растяжения с более или менее значительными трещинами серебра. Длина самой большой трещины серебра обычно совпадает с длиной зеркальной зоны поверхности разрушения. Кривые сила—отклонение, полученные путем такого калиброванного испытания на удар, выявляют слабонелинейный рост нагрузки в течение 1 мс, за которым следует резкое падение до нуля менее чем за 50 мкс (рис. 8.24). [c.271]

Если можно одновременно увеличить прочность и деформируемость полимера, то следует ожидать значительного увеличения его сопротивления удару. Подобный эффект достигается путем частичной ориентации неориентированного хрупкого полимера. Так, для ПС, вытянутого до удлинения % = 3,4, Реттинг [108] отмечает увеличение прочности при растяжении от 47 до 80 МПа и деформации при разрыве от 7 до 22%. Рабочая группа международного объединения по чистой и прикладной химии (ШРАС), занимающаяся вопросами структуры и свойств промышленных полимеров , систематически исследовала влияние ориентации различных образцов ПС (гомополимеров, а также ПС, модифицированного каучуком) на его оптические и механические свойства [109, ПО]. Было обнаружено, что удельная ударная вязкость йп ненадрезанного образца гомополимера возрастала от 3 кДж/м при Я,= 1 [c.276]

Предыдущее рассмотрение главным образом касалось отдельной трещины серебра, условий начала ее роста, распространения и разрыва в хрупком полимере. Обычно большое число трещин серебра образуется в напряженном образце (рис. 9.8, а). Если эти трещины располагаются на достаточном расстоянии друг от друга, то они будут свободно расти. Опферманн [175] обнаружил, что в ПММА расстояние между такими трещинами в поперечном направлении равно 80 мкм, что гарантировало [c.384]

Полимеризацию этих соединений инициируют перекиси. В ре-(ультате полимеризации образуются стеклообразные, твердые, хрупкие полимеры. Полналлилфосфаты ценны огнестойкостью, полиаллилсиланол -более высокой термической стойкостью но сравнению с полналлнловыми эфирами карбоновых кислот. [c.314]

Дж/моль, а площадь, приходящаяся на одну связь,—0,2 нм . Тогда на 1 см вновь образованной поверхности затрачено энергии на разрыв химических связей суммарно около 1,5-10 Дж. Это примерно в 100 раз меньше экспериментально найденного значения для полиметилметакрилата (5-10 Дж). Р азличие объясняется тем, что даже при разрушении хрупких полимеров относительно велика доля энергии, затрачиваемой на перемещение структурных элементов, т. е. на деформирование полимера растущей трещиной в процессе разрушения. [c.197]

Одним из основных видов деформации в вершине трещины, растущей в хрупком полимере, является вынужденно-эластическая деформация. Несмотря на то что полимер в целом не обнаруживает ннкакн.х признаков вынужденной эластичности, в микрообъеме может наблюдаться перемещение сегментов н их последующее разрушение. Так, при нагревании до температуры хрупкости (Т = Тхр), когда шейка в образце еще не развивается, в микрообъеме в вершине трещины может развиваться значительная вынужденно-эла- [c.197]

Большое значение имеет соотношение триэтил алюминий че-тыреххлористый титан. При его увеличении возрастает молекулярный вес образующегося полиэтилена например при молярном соотношении триэтилалюминий четырххлористый ТИ тан, равном 2 1, получают полимер молекулярного веса 1000 000, а при соотношении 1 2 — хрупкий полимер молекулярного веса 30 000. Обычно применяют мольное соотношение триэтилалюминий четыреххлористый титан в пределах от 1 1,2 до 1 1. При этом получают полимеры молекулярного веса о. 75 000 до 350 000, механически прочные и легко перерабатываемые в изделия. Катализатор удаляют, дважды промывая полиэтилен безводным спиртом (метанол, пропанол и др.) в атмосфере азота при 60—70 °С (5—6 вес. ч. безводного спирта на 1 вес. ч. полиэтилена). [c.123]

Смолы этого типа способны отверждаться по механизму ионной полимеризации по ненасыщенным связям в присут. кислотных катализаторов и при повышенной т-ре с образованием густосетчатых жестких и хрупких полимеров, бл их по структуре и св-вам к отвержденным Ф.с. на основе фурфурола и фурфурилового спирта. Фурфурол-ацетоновые мономеры используют непосредственно для создания отверждающихся композиций или их предварительно подвергают форполимеризации с образованием жвдких и твердых р-римых олигомеров (формополимеров), отверждаемых на дальнейших стадиях переработки. [c.219]

В органических растворителях, хотя они могут существовать и в виде компаундов, т. е. твердых хрупких полимеров или высоковязких жидкостей, не содержащих растворители. Растворы полиорганосил океанов, нанесенные на какую-либо поверхность, после испарения растворителя оставляют на ней пленку. После соответствующей сушки и запечки при повышенных температурах такая пленка приобретает твердость и все свойства, характерные для кремнийорганических полимеров, — стойкость к действию воды, влаги и агрессивных сред, термо- и хладостойкость. [c.371]

Нитратные связки могут быть полезны при грануляции сорбентов на основе Zr02 и солей циркония. Поскольку при нагревании происходит переход к диоксиду циркония, который, как многие неорганические полимеры, является хрупким полимером, то данная связка могла бы представить интерес для связывания волокнистых материалов (асбеста и др.). [c.143]

Теоретическая прочность хрупких полимеров обычно находится 1в разительном несоответствии с ее экспериментальными значениями [98]. Поэтому в расчетной практике иопользуется техническая прочность, определяемая случайным характером структуры реальных изделий. Для техничесмих полимеров эта структура, как правило, весьма неоднородна вследствие несовершенства строения (блоки, межкристаллитные грани, фибриллярные и глобулярные образования, аморфные прослойки и т. п.), что усугубляется полидисперсностью полимера, а также наличием в нем остатков мономера. [c.116]

Разрушение хрупких полимеров (полиметилметакрилат, полистирол, высо коориентированный поликапро-амид) сопровождается обр.азованием зеркальной и шероховатой зон на поверхности разрыва [112]. Фракто-графические исследования показали, что основная часть долговечности образца, испытываемого при ст=сопз1, связана с образованием зеркальной зоны [113]. Ее характеристический (линейный) размер (радиус р) пропорционален логарифму долговечности. С ростом температуры р увеличивается (рис. 5.12), уменьшаясь по мере роста напряжений. В выражение для скорости распространения магистральной трещины [190] входят параметры формулы Журкова То и С/о- [c.140]

Хрупкое разрушение позволяет выявлять тип надмолекулярной структуры полимеров. Реплику с поверхности замороженного хрупкого полимера рассматривают под электронным микроскопом и таким образом устанавливают надмолекулярное строение полимера. С точки зрения оценки микроскопических свойств стеклообразные полимерные материалы, которые при достаточно высокой скорости нагружения разрушаются хрупко, ведут себя как твердое тело Гука. [c.96]

Это тем более оправданно, что основной целью пластификации полимера является такое изменение его вязких свойств, при котором систе.ма теряет свойство хрупкости для заданных частот изменения нагрузки. Как известно, хрупкость можно косвенно охарактеризовать величиной вязкости. Для обычных условии-эксплуатации пластиков пределом вязкости, выше кото poro наблюдается хрупкий излом, является величин порядка 10 —10 пз. Добавление пластификатора (образование раствора полимера) снижает вязкость хрупких полимеров до тех пределов, которые задаются условиями эксплуатации. [c.353]

В книге рассмотрены основные многокомпонентные полимерные системы. В ней изложены принципы совместимости полимеров, физические основы упрочнения материалов, проблема придания хрупким полимерам стойкости к ударным нагрузкам введением в них каучуков, механизмы армирования различных полимеров. Несомненный интерес представляют исследования, посвященные созданию новых ударопрочных прозрачных композиций, разработке нового принципа стабилизации поливинилхлорида прививкой к нему бутадиена. Рассмотрены конкретныемногокомионентные системы на основе полиолефинов, полистирола, полиэпоксидов и других полимеров, которые находят все более широкое примепевие. [c.4]

Материал, вошедший в настоящую книгу, представляет собой большую часть докладов, представленных на Симпозиуме, специально посвященном многокомпонентным системам, который проводился в 1971 г. в рамках 159-го собрания Американского Химического общества. Ряд докладов, посвященных узко-прикладным вопросам, не вошли в перевод. Среди статей сборника выделяется ряд обзорных работ и исследований теоретического плана, в которых рассматриваются общие подходы к проблеме придания стойкости к ударным нагрузкам хрупким полимерам введением в них каучуков, применение принципа температурно временной суперпозиции релаксационных явлений в двухкомнонентных системах, механизмы армирования полимерами, оценка оптимальных размеров элементов структуры в некристаллизующихся блоксополимерах и т. д. Несомненный интерес представляют оригинальные исследования, посвященные изучению образования межфазных связей в композициях различных эластомеров, оценка размеров частиц субстрата в привитых сополимерах, изучение комплекса свойств сополимеров различных типов, сопоставление характеристик ряда привитых и блоксонолимеров. Весьма перспективны результаты технологического плана, содержащиеся в работах, посвященных созданию новых ударопрочных прозрачных композиций, разработке нового принципа стабилизации поливинилхлорида прививкой на него полибутадиена, развитию методов оптимального использования коротких волокон и неорганических соединений различного тина для модификации свойств полимерных композиций. [c.8]

Исследование растрескивания полимерных материалов, ка-жупщхся хрупкими, таких, как полистирол или сополимеры стирола с акрилонитрилом, показало, что они в действительности обладают чрезвычайно высокой стойкостью к ударным нагрузкам в очень тонких слоях вблизи поверхностей раздела фаз или областей образования волосяных трещин. Вследствие низкого значения объема, в котором у этих полимеров происходит поглощение энергии, их промышленное использование ограничено. Изучение характеристик сополимеров АБС и ударопрочного полистирола указывает, что введение диспергированной фазы каучука с подходящими характеристиками может повысить ударную вязкость композиции в десятки раз, по-видимому, вследствие увеличения объема, поглощающего энергию в пластике. Основные существующие теории повышения ударной вязкости хрупких полимеров при введении в них каучуковой фазы весьма ограничены в объяснении наблюдаемых явлений. Высказано предположение о том, что повышение ударной вязкости при введении каучуковой фазы связано с динамическими ветвлениями трещин на частицах каучука по механизму, предложенному Иоффе [c.157]