Полимеры предел текучести

Это уравнение отражает идеальное (ньютоновское) течение жидкости, которое характеризуется следующими тремя чертами появлением сдвиговых деформаций при сколь угодно малых напряжениях, отсутствием эффектов упругости при течении и независимостью вязкости от скорости и напряжения сдвига. Полимеры, однако, обнаруживают отклонение от ньютоновского течения по всем указанным признакам. Во-первых, они могут проявлять признаки пластических тел, т. е. тел, характеризующихся наличием предела текучести — критического напряжения, только после достижения которого способно развиваться течение. Во-вторых, течение полимеров сопровождается накоплением высокоэластической энергии, что вызывает появление напряжений, перпендикулярных направлению течения, и, как следствие этого, разбухание экстру-дата, усадку образца и т. д. Полимеры, таким образом, наиболее ярко проявляют признаки вязкоупругих тел. Наконец, вязкость полимеров, как правило, сильно зависит от у и т, уменьшаясь с возрастанием последних (явление аномалии вязкости). Вязкость, соответствующая данному режиму течения и называемая обычно эффективной, будет рассмотрена ниже, здесь же мы остановимся на молекулярной трактовке ньютоновской вязкости [c.50]

Из сказанного видно, что в нерегулярно разветвленных полимерах, как, например, промышленный полиэтилен, такие свойства, как температура плавления, температура размягчения при низких нагрузках, модуль упругости при малых нагрузках, предел текучести, твердость поверхности, зависят главным образом от кристалличности. [c.170]

Изучалась зависимость между молекулярным строением ряда полиэтиленов и их физическими и механическими свойствами [91]. Кристалличность полиэтилена неносредственно связана с линейностью строения и плотностью полимера [84]. От кристалличности полимера, а следовательно, и от его плотности зависят также некоторые другие свойства полиэтилена. К таким свойствам относятся температура плавления, жесткость при многократном изгибе и предел текучести ири растяжении. Взаимная зависимость этих свойств показана в табл. 1. Линейность полимера определяют из соотношения метильных и метиленовых групп. Хотя высококристаллические полиэтилены обычно обладают большей жесткостью и прочностью, чем полиэтилен более разветвленного строения, их сопротивление разрыву практически непосредственно зависит от молекулярного веса и распределения ио молекулярным весам. В табл. 2 приведены некоторые свойства ряда образцов полиэтилена. Непосредственное сравнение возможно лишь для результатов, полученных из одного и того же источника. [c.291]

Рис. 5.4. Температурная зависимость предела текучести для полимеров с различной степенью кристалличности

Отсюда следует, что при ламинарном смешении решающим фактором является величина деформации, тогда как скорость деформирования и напряжение не играют никакой роли. Это справедливо в случае смешения материалов, не обладающих пределом текучести (и способных к образованию смесей) [11. Величина напряжения сдвига при этом не имеет значения, поскольку речь идет о степени смешения (разумеется, потребляемая мощность зависит от напряжения сдвига). Если же смешиваются компоненты, которые можно размельчить, только приложив к ним усилия, превышающие их предел текучести, то в этом случае локальные напряжения играют главную роль. Примерами таких компонентов являются агломераты технического углерода и ассоциаты вязкоэластичного полимера. Кроме того, для некоторых систем (в частности вязкоэластичных) очень важными факторами могут быть скорость нагружения и локальные изменения напряжения. Для систем твердое вещество— жидкость такой вид смешения называют диспергирующим смешением [51, а для систем жидкость—жидкость—гомогенизацией. При описании диспергирующего смешения мы будем в дальнейшем использовать термин предельная частица , т. е. наименьшая частица дисперсной фазы в смеси. [c.184]

Следует выделить два момента в процессе плавления материала. Первый заключается в том, что температуру материала следует рассматривать как важный технологический параметр. Нижним пределом температуры формования является температура, при которой из листа можно сформовать квадратный ящик с прямыми углами без побеления на сгибах или каких-либо других видимых дефектов. Максимально допустимой температурой формования считают такую, при которой еще не происходит чрезмерное провисание листа в струбцине и термодеструкция полимера. Провисание происходит вследствие совместного влияния двух факторов — термического расширения и деформирования под действием силы тяжести. Здесь следует отметить, что обычно используемые для термоформования полимеры (АБС-пластик, ударопрочный полистирол) обладают высоким пределом текучести в нагретом состоянии, что и позволяет избежать провисания листа. [c.574]

До температуры пластичности Т разрыв полимера происходит без образования сужения, или шейки , в месте разрыва (поперечное сечение образца до разрыва и после разрыва, как и при хрупком разрыве, не изменяется). Выше температуры Тп при переходе через предел текучести Оп развивается пластическая деформация, пока в месте разрыва не образуется сужение и не наступит [c.333]

Следует отметить, что механизм трения пластиков в целом подобен механизму трения металлов, а коэффициент трения приблизительно равен отношению сопротивления среза к пределу текучести и не зависит от нагрузки. Однако в области малых нагрузок по мере их понижения коэффициент трения увеличивается. Предполагается, что в отличие от металлов, для которых деформация в области контакта носит чисто пластический характер, у твердых полимеров при малых нагрузках происходит упругая деформация. Для пластмасс в широком диапазоне изменения нагрузок выполняется общий закон деформации, отвечающий промежуточному характеру деформации между чисто пластическим и чисто упругим. [c.363]

А. А. Трапезниковым с сотр. с помощью новых методов измерения и приборов проведены многочисленные исследования реологических свойств концентрированных растворов полимеров преимущественно в неполярных растворителях. При этом определяли не только напряжение сдвига, но и обратимую деформацию и исследования проводили не только в стационарном потоке, но и в предстационарной стадии деформации. Эти исследования показали, что для многих систем можно наблюдать свойства, присущие как типичным пластическим системам, так и жидкостям, не подчиняющимся закону Ньютона и вязкость которых при истечении определяется ориентацией молекул. Для объяснения сложного комплекса свойств подобных систем необходимо отказаться от привычного представления о том, что ниже предела текучести невозможно течение. Совершенно очевидно, что если в принципе необратимая релаксация возможна при любых малых напряжениях сдвига, то и течение возможно при таких же малых напряжениях. Вопрос заключается только в продолжительности измерения и чувствительности регистрирующих приборов. В связи с этим было предложено новое понятие о пределе текучести как отражающем не появление течения, а изменение скорости течения, связанное со структурными изменениями в системе. [c.463]

Характер кривой напряжение — относительное удлинение зависит также от скорости деформации (рис. 5.3) и особенно сильно — от температуры. Если с увеличением скорости деформации предел текучести возрастает, а относительное удлинение при разрыве снижается, то при повышении температуры наблюдается обратная картина. Зависимость предела текучести от температуры в интервале от 25° С до точки плавления может быть выражена в полулогарифмических координатах прямой, угол наклона которой характеризует степень кристалличности полимера (рис. 5.4). [c.101]

Окисление полипропилена сопровождается снижением молекулярного веса и, как следствие, ухудшением механических показателей, в частности разрывного удлинения и предела текучести материала. При интенсивной окислительной деструкции полимер становится хрупким и не выдерживает даже небольших механических нагрузок. [c.190]

Полимер ПТР, (190°С, 51 Н), г/Ю мии Разрушающее напряжение при растяжении. МПа Предел текучести при растяжении, МПа Относительное удлинение при разрыве, % [c.127]

Студии с химическими связями между элементами структуры (ограничентю набухшие сетчатые полчмсры) представляют собою однофазную термодинамически устойчивую систему, содержание низкомолекулярпой жидкости в которой прИ данных температуре и давлении зависит от природы жидкости и полимера, а также от частоты его сетки. Онп обладают высоким пределом текучести, соизмеримым с напряжением, при котором происходит разрушение химических связей. Под действием большого напряжения сдвига в таких студнях происходит одновременный разрыв химических связей в основных цепях и между цепями, т. е, механическая деструкция полимера. Нагревание Этих студней выше определенной температуры приводит, вследствие термической деструкции, к разрушению всей системы, [c.427]

Физико-механические свойства полиэтилена определяются его молекулярной и надмолекулярной структурой молекулярной массой и ММР, ДЦР и КЦР, кристалличностью. Предел текучести, модуль упругости при изгибе, твердость полиэтилена возрастают с уменьшением числа коротких боковых цепей в макромолекуле и с повышением кристалличности и плотности полимера. Прочность при растяжении, относительное удлинение, температура хрупкости, стойкость к растрескиванию под напряжением и ударная вязкость в большей степени определяются молекулярной массой, чем степенью кристалличности. [c.149]

Рис 5.28. Кривая напряжение — деформация о—е кристаллического полимера (От—предел текучести) [c.314]

Рис. 5-2. Зависимость предела текучести ог степени изотактич-ностп полимеров с различным молекулярным весом. Молекулярный вес падает в ряду от 1 к 4.

Формулу (3.12) применяют главным образом к металлам, которые после перехода через предел текучести способны к чистой пластической деформации. Для полимеров, которые обнаруживают вязкоупругие свойства, истинная поверхность контакта определяется соотношением [c.124]

Второй метод — это прямое использование теории прокатки металлов для описания процессов вальцевания и каландрования полимерных материалов. Это направление не может надежно объяснить сущность процессов переработки полимеров, так как оно не учитывает высокоэластических и других их свойств, считая что перерабатываемый материал обладает вполне определенным пределом текучести. [c.117]

Сдвиговые деформации могут вызвать временные или постоянные изменения свойств полимеров. Если усилия при сдвиге превосходят силы межмолекулярного и внутримолекулярного взаимодействия, то имеет место разрушение надмолекулярной структуры полимеров. Мы рассматриваем реакции, происходящие под действием механических сил преимущественно в линейных полимерах. Течение сетчатых полимеров может быть достигнуто путем механохимических реакций, но у линейных полимеров предел текучести обычно значительно ниже усилий, необходимых для разрыва связей. К более слабым взаимодействиям в полимерных системах относятся ионные и водородные связи. Физические зацепления, прочность которых зависит от скорости деформации, могут оказаться причиной еще более высокого уровня накопления упругой энергии в деформированной полимерной сетке. Примером этого случая служит обычный поливинилхлорид. И, наконец, если сдвиговые усилия достаточны для накопления упругой энергии, равной прочности основной цепи макромолекул, и в итоге происходит разрушение молекул. Процесс можно представить как последовательное накопление упругой энергии, в результате чего развиваются химические реакции и происходит рассеяние этой энергии. Механохимическое разрушение связей протекает путем гомолити-ческого разрыва молекул с уничтожением образующихся радикалов. В литературе описано несколько типов ионных реакций, происходящих под действием механических сил. [c.16]

Объем свободной упаковки, как и седиментационный объем, возрастает (снижается критическая концентрация структурообра-зования) с увеличением дисперсности, анизометрии частиц дисперсной фазы и образующихся первичных агрегатов. Соприкасаясь своими концами, частицы и их агрегаты образуют ажурную пространственную сетку. Чем выше дисперсность и сильнее анизомет-рня частиц и агрегатов, тем при меньщей концентрации появляется предел текучести. Например, в суспензии кизельгура (легкая пористая горная порода), частицы которого имеют вид пленкоподобных неправильных пластинок, предел текучести наблюдается уже при концентрациях 3,0% (об.). Большими объемами свободной упаковки обладают суспензии с пластинчатыми мицеллами гидроксидов железа и алюминия, с игольчатыми мицеллами пятиоксида ванадия и др. Нитевидные молекулы органических полимеров, [c.375]

Гели для очистки полости трубопроводов от мусора получают путем ввода в морскую воду ксантанового полимера. При этом доля последнего в растворе должна составлять 1 %. Образующийся гель с поперечными связями характеризуется высокой вязкостью и адге-зионностью, он представляет собой бингамовскую среду с высоким значением предела текучести, что обеспечивает поддержание частиц мусора в геле во взвешенном состоянии, даже если гель неподвижен в течение долгого периода времени. Как вязкость, так и предел текучести такого геля возрастают по мере увеличения в его массе доли загрязняющего материала. [c.189]

Свойства полимера, в частности его пластическая деформация до разрушения, определяют оптимальное содержание волокна. Напримеру при применении полифениленсульфида и полиа-рилэфирсульфбна с боковыми кардовыми группами максимальная прочность достигается при содержании углеродных волокон 25% (объем.). Армирующий каркас из волокон уменьшает деформацию и таким образом способствует увеличению предела текучести и ударной вязкости композитов. [c.560]

При введении наполнителя (особенно волокнистого) в полимеры частицы наполнителя образуют цепочечные структуры, соединяющиеся в пространственный каркас, обладающий значительной упругостью. При наложении напряжения сдвига такие системы сначала не текут, т. е. напряжение сдвига растет, а скорость течения остается нулевой, как это показано на рис. 11.1 (кривые5 и 4). Возникает некоторое предельное напряжение сдвига — предел текучести, после которого система течет либо как ньютоновская, либо как кекьютоновская жидкость (соответственно кривые 3 и 4). Полимеры, течение в которых начинается при любом напряжении сдвига, называют вязкими полимеры, обладающие предельным напряжением сдвига, ниже которого течение не возникает, называют пластичными. [c.159]

Молекулярный вес. Разные свойства полимера зависят от величины молекулярного веса в различной степени. Так, при механических нагрузках, связанных с малыми деформациями или малыми скоростями деформации, с изменением молекулярного веса (и то лишь у полимеров с низким молекулярным весом) такие свойства полимера, как предел текучести, модуль упругости или твердость, изменяются незначительно. Механические же свойства полимера, связанные с большими деформациями, с изменением молекулярного веса изменяются гораздо сильнее. Например, показатели предела прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость при изгибе и растяжении с уменьшением молекулярного веса снижаются. На указанные свойства заметно влияет также полиднсперсность. Это можно объяснить тем, что при больших деформациях главную роль начинают играть атактические аморфные области полимера. Чем больше концов макромолекулярных цепей будет находиться в этих областям— а их концентрация, естественно, возрастает с уменьшением длины макромолекул, — тем быстрее происходит их взаимное ослабление, сдвиг или удаление друг от друга [1]. Вероятно, это обусловливается тем, что они связаны лишь межмолекулярными связями, которые значительно слабее, чем химические связи в цепи или силы сцепления, действующие в кристаллических областях. [c.96]

В тот момент, когда напряжение достигнет такой величины, что процесс деформации уже не может развиваться полностью обратимо, в рабочей части испытуемого образца появляется так называемая шейка — местное сужение поперечного сечения образца. На диаграмме растяжения это проявляется в резком падении напряжения. Максимум на кривой а—/ обозначают как предел текучести. При дальнейшей деформации в рабочей части образца происходит процесс перегруппировки и ориентащт цепей аморфной и кристаллической фракций в направлении приложенного усилия. Для ориентации первоначально неупорядоченных цепей полимера достаточно напряжения с постоянной амплитудой, значение которого ниже, чем предел текучести. [c.100]

Поведение полипропилена обычных марок прн испытании на растял<ение определяется содержанием кристаллического полимера. С увеличением содерл<ания неизотактических фракций начальный модуль упругости и предел текучести снижаются (рис. 5.2 [7]), относительное удлинение при разрыве, как правило, возрастает, а предел прочности при растяжении несколько падает. [c.101]

С изменением величины матекулярного веса несколько изменяется форма кривой напряжение — относительное удлинение для полимеров с одинаковой степенью изотактичности. Предел текучести с уменьшением молекулярного веса повышается, а относительное удлинение при разрыве снижается, что связано с повышением степени кристалличности. [c.101]

Первая технол. операция при С.-очистка свариваемых пов-стей и(или) мех. обработка с целью удаления состарившихся или дефектных слоев материала и придание оптимальной формы свариваемым кромкам. Осн. параметры С.-т-ра нагрева (при термич. и термомех. С.), продолжительность и давление контакта. Т-ру нагрева варьируют в пределах текучести полимера до т-ры его интенсивной деструкции. Продолжительность С. и давление контакта зависят от вязкости материала в указанном интервале т-р. [c.296]

Характер кривой определяется исходной степенью кристалличности и условиями процесса. Чем ниже степень кристалличности, тем M [iee выражена / стадия, н при отсутствии достаточно сформировавшихся кристаллов (возможны только зародыши, кристаллические кластеры) кривая вырождается в кривую, характерную для аморфных полимеров, кристаллизующихся в процессе растяжения (см рнс. 5.9) Поскольку процесс перестройки структуры имеет временной характер, то еформация кристаллического полимера ззписит от релаксационных свойств полимера, т е. от соотношения времени перестройки i и временн действия силы /д Предел текучести повышается с ростом скорости V и при снижении температуры Прн ни,чкой [c.315]

Видно, что 0,4 % добавка полимера обеспечивает возникновение прочных структур с пределом текучести, соответствующим градиенту давления -15 МПа/м. При этом его временные характеристики кольматации пор указанного размера не уступают буровой системе Афроникс (штрих-пунктирная кривая 4) нетрудно видеть, что практически сразу в зазоре 1 мкм величина предела текучести достигает уровня, соизмеримого с действующими в приза- [c.34]

Чарлсби [14] и другими было показано, что ПА 66 сшивается под действием ионизирующего излучения. Знсман и Бонн [15] нашли, что при увеличении дозы излучения (в области нескольких Мрад) степень кристалличности полиамида слабо уменьшается, а полимер становится прозрачнее, хотя и темнеет. Эти же авторы обнаружили, что при облучении полиамидов возрастает предел текучести при растяжении и модуль упругости, но материал становится менее эластичным и более хрупким. Модуль при растяжении увеличивается в два раза при дозе излучения 800 Мрад. [c.97]

Предельные концентрации наполнителя в конкретных композиционных материалах определяются свойствами наполнителя и степенью взаимодействия его с матрицей жесткого ПВХ. Поэтому направленное изменение взаимодействия наполнителя с полимерной матрицей позволяет создавать композиционные материалы с определенным комплексом технологических и эксплуатационных свойств. Из множества известных способов изменения взаимодействия матрицы полимера с поверхностью наполнителя наиболее широко применяется модификация поверхности наполнителя за счет использования аппе-ретирующих добавок [25, 159], механохимической активизации наполнителей [26], нанесения полимерных покрытий, химически привитых к Поверхности наполнителя [24]. Последний способ получил развитие в нашей стране как метод полимеризационного наполнения термопластов (норпласты) [25, 30, 71]. В норпластах при одинаковой природе полимера и полимерного покрытия на поверхности наполнителя достигается высокая адгезия матрицы полимера к наполнителю. В результате этого, как показано в [17, 20, 27, 31, 41], происходит улучшение технологических и некоторых физико-механических свойств. В частности, При наполнении изменяются реологические свойства расплавов полимеров, от которых в значительной мере зависит выбор способа переработки [42, 43]. Кривые течения наполненных композиций на основе жесткого ПВХ имеют характерный вид, когда течение ограничено снизу пределом текучести Хгек. сверху - критическим напряжением Хкр. при котором происходит срыв потока (рис. 7.8). Предел текучести и концентрация наполнителя, при которой он проявляется, зависят от взаимодействия наполнителя с матрицей жесткого ПВХ. Вероятно, с увеличением концентрации наполнителя или активации его поверхности т ек увеличивается, что выдвигает особые требования к технологии переработки. В частности, необходимо повышение температуры переработки, которое, однако, приводит к снижению допустимого времени пребывания наполненной композиции при [c.194]

Обычно закон деформации (IX. 2) соблюдается при больших застяжениях, а при малых справедливо соотношение (IX. 1). Нелинейная упругость особенно характерна для полимеров в высокоэластическом состоянии, так как реализуемые вплоть до разрыва или предела текучести деформации составляют десятки и даже сотни процентов для сшитых эластомеров. [c.206]

Действительно, блок-сополимеры (особенно мультиблочные, изученные Годовским с сотр. [255]) по строению очень похожи на термотропные полимерные жидкие кристаллы смектического типа микроблочная структура соответствующих полимеров приводит к тому, что смектические пластинки можно считать пластинчатыми доменами. Расплавы этого типа, как и растворы блок-сополимеров с зародышевыми доменами, имеют хорошо выраженный предел текучести. [c.365]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология