Растрескивание под действием напряжения и поверхностно-активные вещества

Пятая отличительная особенность растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды состоит в том, что оно является чисто физическим процессом, при котором не происходит никаких химических изменений в полимере, т. е. отличается от окислительного или электромеханического растрескивания напряженных полимеров, сопровождающегося их химическим разрушением. Далее, растрескивание при одновременном действии напряжения и окружающей среды не связано ни с набуханием, ни с другим, подобным ему механическим ослаблением материала. В связи с этим имеется некоторое различие между растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ и разрушением под действием растворителей, подобных бензолу или толуолу. Последний при соответствующем нагревании растворяет многие полиэтилены, а при комнатной температуре полимеры с большим молекулярным весом могут ограниченно набухать в нем > Такое набухание приводит к уменьшению прочности изделий, по крайней мере, в поверхностных слоях , возможно происходящему из-за влияния на рассматриваемый процесс когезионного взаимодействия между макромолекулами . Конечно, в этих условиях материал легко разрывается под напряжением. Так как физическая природа полимера при действии растворителя изменяется, такой тип разрушения отличается от разрушения напряженного материала под влиянием поверхностноактивного вещества или спирта, которые на ненапряженный полимер практически не действуют. Полярные жидкости (такие, как спирты) не только не вызывают набухания полиэтилена, но и осаждают его из растворов даже при повышенных температурах. Это и вынуждает различать растрескивание под действием растворителей и растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностноактивных веществ . [c.335]

В облученном полиэтилене заметно увеличивается сопротивление растрескиванию под влиянием длительно действующих нагрузок, поверхностно-активных веществ или остаточных напряжений. Чем ниже степень кристалличности полиэтилена и больше доза облучения, тем выше становится скорость деструкции его по сравнению со скоростью поперечного соединения макромолекул. [c.258]

Галогены, как газообразные, так и жидкие, оказывают на ПЭВД значительное действие. Хлор вызывает значительное набухание ПЭВД и падение его прочности и относительного удлинения при разрыве [58, с. 371]. Аналогичное влияние на ПЭВД оказывает и фтор. Разбавленные растворы хлора действуют на ПЭВД очень слабо. Более сильное воздействие оказывают бром и иод. Они поглощаются полиэтиленом, замещая водород в макромолекулах, а также диффундируют сквозь пленки и пластины ПЭВД. При зтом происходит значительное снижение механических характеристик. Все виды химических реагентов действуют на полиэтилен сильнее, если он находится при этом под механическим напряжением. Так, при механическом напряжении на ПЭВД воздействуют и поверхностно-активные вещества (ПАВ), усиливая процесс растрескивания, [c.162]

Согласно адсорбционной теории П. А. Ребиндера, зарождение трещин— концентраторов напряжения, приводящих к коррозионному растрескиванию, может происходить в результате расклинивающего действия поверхностно-активных веществ при адсорбции их в микрощелях на поверхности металла. [c.111]

Многие пластики подвергаются комбинированному воздействию длительных напряжений и жидкостей или паров. Наблюдаемый при этом эффект ухудшения механических характеристик называют растрескиванием под влиянием внешних напряжений. Напряжение может быть статическим или периодически изменяющимся. Существенно то, что действующие на полимер жидкости или пары могут не быть ни растворителями для данного полимера, ни даже просто активными агентами набухания. Довольно часто растворы поверхностно-активных веществ могут вызывать разрушение при низких уровнях напряжения. Как правило, растрескивание под влиянием внешних напряжений уменьшает длительность периода ползучести до наступления разрушения. [c.360]

Четвертой особенностью растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды является наличие агентов, увеличивающих чувствительность материала к растрескиванию. Иногда их присутствие очевидно (если, например, в бутыли из пластика находится поверхностно-активное вещество), а иногда вредное влияние окружающей среды на растрескивание установить трудно. Так, если быстрое растрескивание корзинки для бумаг из полиэтилена в местах переплетения еще можно отнести за счет смазки, используемой при формовании, то в ряде случаев причину быстрого разрушения нельзя установить даже предположительно. Тогда необходим особо тщательный анализ всех факторов, действию которых подвергается изделие, чтобы выяснить, какой именно тип разрушения имел место разрушение под действием окружающей среды, тер- [c.334]

Таким образом, растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностно-активных веществ является поверхностным, чисто физическим процессом, развивающимся при наличии сложного напряженного состояния и внешнего активного агента, который не оказывает заметного воздействия на ненапряженный полимер. Разрушение, являющееся результатом растрескивания, судя по внешнему виду, носит макроскопически хрупкий характер. Данное явление по одной или по нескольким из перечисленных осо- [c.335]

Полиэтилен характеризуется высокой химической стойкостью к действию самых различных реагентов кислот, щелочей, солей, органических растворителей, нефтепродуктов. Разрушается полиэтилен под воздействием сильных окислителей (азотная кислота, концентрированная серная кислота). Под воздействием поверхностно-активных веществ наблюдается растрескивание полиэтилена, опасность которого возрастает при наличии растягивающих напряжений. [c.226]

Наибольший интерес представляют следующие стороны процесса коррозионного растрескивания жестких по.лимеров 1) механизм образования трещин, 2) основные физико-химические факторы, определяющие разрушение, и 3) количественные закономерности разрушения (см. гл. IV). Влияние поверхностно-активных веществ на развитие трещин рассмотрено во введении и гл. 1У.З. Действие сред, вызывающих набухание, значительно сложнее. Помимо учета энергетического и диффузионного факторов развитие трещин в этом случае опреде-.ляется соотношением релаксационных процессов на границе набухший полимер — ненабухший полимер Это связано с тем, что растворитель, проникая даже в ненапряженный образец, обусловливает появление в нем нормальных и тангенциальных напряжений. [c.72]

Напряженное состояние, ответственное за разрушение, часто является результирующим внешних и внутренних напряжений (внутренние напряжения могут возникать при формовании или шприцевании изделий из-за различия скоростей охлаждения смежных участков материала, присутствия включений и по другим причинам ). В одном случае замороженные внутренние напряжения могут увеличивать напряжения, вызываемые внешней нагрузкой, в другом —они могут взаимно ослабляться. В некоторых случаях, особенно у полимеров с резко выраженной кристаллической структурой, могут возникать внутренние напряжения такой величины, что материал будет разрушаться даже в отсутствие внешних сил 120 2 полиолефинах, однако, это обычно связано с растрескиванием при изменении температуры или с разрушением при окислении , а не с растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ ( окружающей среды , как сказано в определении). [c.334]

Механизм действия растворителя при растрескивании сравнительно прост. Начальная стадия, по-видимому, заключается в снижении когезионной энергии поверхностного слоя материала, благодаря замене сил взаимодействия полимер — полимер на силы взаимодействия полимер — растворитель, что не сказывается на прочности материала в массе Если действующие на полимер напряжения превышав когезионную прочность ослабленного поверхностного слоя полимера, начинается его растрескивание. Число образующихся трещин зависит от количества концентраторов напряжения в материале, которыми могут быть и посторонние включения . С течением времени растворитель проникает все глубже и глубже в полимер, трещины также углубляются распространяясь по наиболее напряженным местам. В микрокристаллических полимерах трещины могут проходить либо между сферолитами, либо внутри них, что уже обсуждалось в связи с действием поверхностно-активных веществ. В органических стеклах распределение [c.363]

Важнейшее отличительное свойство полибутена-1 заключается в весьма высокой сопротивляемости крипу в температурном интервале от —25 (температура хрупкости) до -[-90°С. Полибутен-1 характеризуется также высокой стойкостью к растрескиванию под действием внутренних напряжений, внешних нагрузок и поверхностно-активных веществ. [c.17]

Теория основана на открытом в начале двадцатого века эффекте понижения поверхностной энергии в результате адсорбции (эффекте Ребиндера). Согласно этой теории адсорбция типичных новерхностно-аюгив-ных веществ из окружающей среды вызывает облегчение деформации и разрзш1ения твердых тел, часто в значительно большей степени, чем при химическом воздействии. Эффект адсорбционного понижения прочности, согласно этой теории, обусловлен тем, что поверхностно-активные вещества, понижая поверхностную энергию металлов, способствуют зарождению пластических сдвигов. При этом процесс коррозионного растрескивания протекает не путем химического или электрохимического растворения металла в вершине трещины, а вследствие ослабления межатомных связей в напряженном сплаве при адсорбции специфических компонентов раствора. Благодаря адсорбции снижается поверхностная энергия, что облегчает разрыв межатомных связей металла, находящегося под растягивающим напряжением. Уменьшение сродства между атомами на поверхности металла происходит при наличии одного адсорбционного монослоя, при этом наиболее эффективно действуют частицы, проявляющие специфическую адсорбцию. Инициирование трещины стресс-коррозии вьвывается адсорбционным снижением сил взаимодействия между смежными атомами в вершине надреза материала, подвергающегося действию высоких растягивающих напряжений. [c.65]

На воздухе под действием СО, СОа, влаги и Оа в изделиях из П., подвергающихся длительному растяжению при различных напряжениях (более низких, чем разрушающее), могут появиться мелкие трещины. Процесс этот происходит в течение нескольких лет или даже десятков лет. Но он значительно ускоряется при контакте с активными средами (напр., с полярными растворителями и особенно с водными р-рами поверхностно-активных веществ — мылами, синтетич. моющими средствами, эмульгирующими веществами и др.). Стойкость к растрескиванию под напряжением в по-верхностно-активных средах возрастает при увеличении мол. массы П. и расширении молекулярно-массового распределения, снижении плотности путем сополимеризации Э. с пропиленом, бутиленом и др. мономерами либо добавлении к П. полиизобутилена или бутилкаучука, а также при хлорировании, бромирова-нии или сульфохлорировании П. [c.503]

В отличие от растрескивания под действием поверхнсстно-активных веществ растрескивание в присутствии растворителей существенно не столько для полиэтилена, у которого оно наблюдается в ограниченном количестве случаев, сколько для многих других пластиков, особенно таких, как полистирол и акрильные смолы. Так как при этом существенную роль играет набухание, то эффективность различных жидкостей в качестве агентов, вызывающих растрескивание, различна для разных полимеров в за-висимссти от их химического строения . Для полиэтилена наиболее активными агентами являются ароматические углеводороды и некоторые органические хлорпроизводные , в то время как, для полистирола наиболее активными являются петролейный эфир, метанол, животное масло, ланолин. Для растрескивания под действием растворителей так же, как и под влиянием поверхностно-активных веществ, необходимо наличие напряженного состояния 11 112, 113 однако нет указаний на то, что оно обязательно должно быть сложно-напряженным. [c.361]

Хейс с сотрудниками показал, что для термического растрескивания полиэтилена высокой плотности сложно-напряженное состояние менее важно, чем для растрескивания аналогичного полиэтилена низкой плотности под действием поверхностно-активных веществ. Это согласуется с тем, что сдвиговые напряжения оказывают большее влияние на разрушение полиэтилена низкой плотности, чем высокой. Эти же исследователи нашли, что в отличие от растрескивания под действием поверхностно-активных веществ, начинающегося с поверхности, термическое растрескивание начинается в массе полимера. Хитмайр, Марк и Ульман наблюдали то же салюе. Дислокации, имеющиеся внутри кристаллической массы, являются очагами, в которых начинается рост трещин, развивающихся далее между сферолитами или через них — как при растрес- [c.366]

Явление растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды связано с прочностными свойствами, или, более точно, с преждевременной потерей прочности материалом. Так как прочность полимеров в первую очередь зависит от молекулярного веса, то молшо ожидать, что имеется зависимость между этим параметром и сопротивляемостью растрескиванию. В практике работы с по-I лиэтиленами обычной характеристикой молекулярного веса является индекс расплава. Эта величина характеризует текучесть полимера в стандартных условиях . Ее числовые значения уменьшаются по мере возрастания молекулярных весов. Спон и Фрей показали, что существует связь между индексом расплава и сопротивляемостью растрескиванию под действием поверхностно-активного вещества, на что уже указывалось ранее . [c.336]

Полиэтилен ВД относительно стоек к действию спиртов, мыл, жирных масел и т. п. Однако его стойкость в этих средах резко уменьшается, если полимер находится в напряженном состоянии. При этом наблюдается рас-трескивание материала. Так, для полиэтилена ВД в среде 207о-ного водного раствора эмульгатора ОП-7 при 50° С растрескивание образцов наблюдается через 1000 ч при индексе расплава 0,2—0,5 г/10 мин, через 10 ч при индексе расплава 0,6—1,0 г/10 мин и через 1,5—4 ч при индексе расплава полимера 1,0—5,0 г/10 мин. Стойкость полиэтилена к действию поверхностно-активных веществ снижается по мере уменьшения его молекулярного веса и повышения температуры исньпания. [c.17]

Полиэтилен отличает высокая химическая стойкость к действию самых различных реагентов кислот, щелочей, солей, органических растворителей, нефтепродуктов. Химическую деструкцию вызывают сильные окислители (азотная кислота, концентрированная серная кислота). Под действием поверхностно-активных веществ наблюдается растрескивание полиэтилена, опасность которого возрастает при наличии растягивающих напряжений. В процессе переработки полиэтилена, включая термические методы нанесения покрытий из порошка, он подвергается термоокислительной деструкции, а также термоструктурированию. Поэтому полиэтилен и сополимер этилена с пропиленом термостабилизируют диафеном НН, бисалкофеном БП, тиолкофеном БМ в концентрации 0,15— [c.82]

Растрескивание углеродистой стали при статическом напряжении в условиях действия водорода можно также, в частности по Я.М. Потаку, объяснить влиянием водорода, как поверхностно активного вещества. Водород диффундирует из металла и выделяется на стенках трещины, что приводит к понижению прочности в острие трещины. Развитие трещины в глубь металла происходит скачкообразно, так как в определенное время ее развития новооткрывшиеся поверхности трещины ванного водорода, затем водород диффундирует из металла и снова адсорбируется на новых поверхностях развивающейся 7 [c.99]