Обратимая деформация высокоэластическая

Одним из наиболее характерных свойств полимеров, заложенных уже Б, самой структуре линейных макромолекул, является способность к большим обратимым деформациям (высокоэластические деформации, каучукоподобная эластичность). Релаксационная природа высокоэластической деформации полимеров впервые была установлена в СССР Александровым и Лазуркиным. Высоко-эластичность реализуется лишь в определенном температурном диапазоне на нижней границе этого диапазона полимеры переходят в твердое (точнее, твердообразное) состояние, а на верхней Становятся более или менее обычными жидкостями, хотя и с высокой вязкостью. Эти переходы не связаны с изменением структуры, т. е. не являются фазовыми, а имеют чисто кинетическую (релаксационную) природу. Границы этих переходов (как, впрочем, и фазовых) не являются незыблемыми и зависят от давления, внешних полей и т. д. Однако, в отличие от фазовых переходов, положение этих границ очень сильно зависит от скорости воздействия на систему. [c.7]

Для термодинамически обратимых деформаций высокоэластических полимеров теоретически и экспериментально показано, что в пределах не очень больших значений деформаций растяжения (ниже 100—150%) с высокой степенью точности выполняется условие независимости внутренней энергии от удлинения. Поэтому изотермические равновесные деформации высокоэластических полимеров аналогичны деформации газа, а не твердого кристаллического тела. Для них выполняется равенство [c.252]

Примечания. 1. Для полимеров характерен особый вид обратимой деформации —высокоэластическая (эластическая) деформация она может достигать большой величины и, протекая в измеримо.ч промежутке времени, имеет релаксационный характер. Релаксация — падение внутреннего напряжения при постоянной начальной деформации, с повышением температуры резко увеличивается. [c.289]

Для линейных аморфных полимеров термомеханическая кривая имеет более сложный характер (рис. V. 3). Между температурными областями стеклообразного (область I) и вязкотекучего (область III) состояний появляется еще одна температурная область, в которой полимер находится в особом высокоэластическом состоянии. В этом состоянии в полимере под действием небольших усилий развиваются очень большие обратимые деформации, характеризующиеся малыми значениями модуля упругости (в Ю — 10 раз меньше, чем у обычных твердых тел). [c.140]

Материал данной главы, где излагались результаты изучения кинетики локализованного разрушения, является, как нетрудно видеть, не очень широким. Об этом предупреждалось во введении к главе начинать исследование локализованного разрушения прямыми методами можно только на модельных объектах. Как видно, полимеры и оказались такими объектами. Специфическая способность полимеров к значительным обратимым деформациям (высокоэластическим) прежде всего обусловила возможность сравнительно сильного раскрытия трещин (всех [c.363]

Характерная кривая, получаемая при циклическом нагружении, показана на рис. 1.5. Преимущество термомеханической кривой, записанной при циклическом нагружении, заключается в том, что она позволяет более четко выявить переход в высокоэластическое состояние и определить температуру, при которой в вязкотекучем состоянии значительно уменьшаются или полностью исчезают высокоэластические обратимые деформации. Высокоэластическая деформация заметно начинает проявляться выше температуры стеклования, и на диаграмме возникает синусоидальная кривая. Остаточная необратимая деформация до температуры текучести мала, поэтому нижняя ветвь синусоиды идет почти параллельно оси абсцисс, а при Т > Т. необратимая деформация значительно возрастает и нижняя ветвь кривой поднимается вверх. Хотя полимер находится в вязкотекучем состоянии, доля обратимой высокоэластической деформации еще сохраняется, эта деформация начинает исчезать несколько выше температуры текучести. Таким образом, амплитуда колебаний кривой является величиной, характеризующей упругую деформацию. Определение температуры исчезновения упругой деформации имеет большое практическое значение, поскольку она связана с эластическим восстановлением струи расплава полимера и, следовательно влияет на размеры экструзионных изделий. [c.11]

Процесс перехода в жидкое состояние для кристаллизующихся полимеров осложняется тем, что они, как правило, не только содержат дефектные места, но в зависимости от способа получения образца обладают той или иной степенью кристалличности (завершенности процесса кристаллизации). При быстром охлаждении расплавов ниже температуры стеклования кристаллизация не успевает пройти, в частности, из-за наличия индукционных периодов, связанных с процессом зародышеобразования. Поведение такого полимерного материала при последующем нагревании очень своеобразно. На диаграмме деформация — температура (термомеханическая кривая) при достижении температуры стеклования наблюдается естественный переход к повышенным обратимым деформациям (высокоэластическое состояние), что характерно для аморфных полимеров (рис. 4.8). Далее следует плато, которое, у аморфных полимеров (кривая 1) простирается до температуры текучести. Кристаллизующиеся полимеры, находившиеся до нагревания в закристаллизованном состоянии (кривая 2), показывают в области Т , небольшое увеличение деформации за счет аморфизированных областей, а затем при [c.73]

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]

При более низких температурах (Г < Гт) подвижность сегментов и связанные с ней перестройки конформаций цепей сохраняются значительными, однако они недостаточны для того, чтобы могло иметь место заметное изменение взаимного расположения центров тяжести макромолекул, по крайней мере при обычном времени наблюдения. Этому случаю соответствует важнейшее физическое состояние полимеров — высокоэластическое. Это состояние, присущее только высокомолекулярным соединениям, характеризуется, как уже указывалось ранее, тем, что материал способен к большим обратимым деформациям. [c.39]

Здесь уместно напомнить, что высокоэластические деформации развиваются на фоне необратимых деформаций и в определенной мере независимо от них (события как бы разыгрываются в разных областях релаксационного спектра). Соответственно, по мере развития -пластической деформации в режиме на первый взгляд установившегося течения происходит постепенное накопление обратимой деформации, масштаб которой до поры до времени остается того же порядка, что и у необратимой. Теперь термокинетические факторы, связанные уже не с напряжением сдвига Р, а непосредственно с градиентом скорости -у начинают приобретать роль, возрастающую по мере увеличения у. Это увеличение, с развиваемых в настоящей книге позиций, означает не что иное, как смещение стрелки действия в сторону меньших т. Соответственно, меняется [c.176]

Эластомерами (эластиками) называют полимеры и материалы на их основе, обладающие высокоэластическими свойствами во всем диапазоне температур их эксплуатации. Они способны к весьма значительным (до тысячи и более процентов) обратимым деформациям при малых (98 кПа — 9,8 МПа) значениях напряжений, вызывающих эти деформации. В эластомерах сочетаются механическая прочность и высокая эластичность, столь необходимые для изделий, подвергающихся многократно повторяющимся знакопеременным нагрузкам (например, автомобильные шины). [c.424]

Полимеры, находясь в высокоэластическом состоянии, способны к большим (4-5-кратным) обратимым деформациям. [c.138]

Высокоэластическое состояние полимеров - аморфное состояние полимеров (см.), характеризующееся большими обратимыми деформациями, обусловленными сегментальной подвижностью макромолекул. Движение макромолекул как отдельных кинетических единиц в высокоэластическом состоянии ограничено. [c.397]

Исследования показывают, что стеклообразное состояние реализуется почти во всех полимерах. Важной его особенностью является возможность упругих обратимых деформаций, обусловленных растяжением химических связей и деформацией Рис. 12.9. Термо- валентных углов. Стеклообразное состояние по-механическая кри- лимеров служит ОСНОВОЙ производства синте-вая аморфного ли- тических волокон, лаков и, пленок, нейного полимера Высокоэластическое состояние полимеров лежит в основе резиновой промышленности. Это состояние возникает в полимерах, молекулы которых достаточно гибки и быстро изменяют свою форму под действием внешних сил. Взаимодействие между молекулами замедляет их перемещение и изменение формы. Поэтому процесс деформации полимера в высокоэластическом состоянии имеет релаксационный характер. Высокоэластическая деформация обычно сопровождается упругой деформацией, особенно при больших удлинениях, когда возможности дальнейшего распутывания молек улярных цепей оказывается почти исчерпанными. [c.320]

Как известно, полимер, находящийся в высокоэластическом состоянии, может потерять способность к большим обратимым деформациям, если уменьшить продолжительность действия силы (см. гл. 9). Полимер становится малодеформируемым. как бы.стеклообразным не только при охлаждении до Гс, но и при более высокой [c.143]

В высокоэластическом состоянии полимеры под действием небольших усилий подвергаются значительным обратимым деформациям. Известно, что достаточно приложить небольшое усилие, чтобы растянуть каучук в 10 и более раз, тогда как упругая деформация стали составляет 0,1% при на-прял<ении 25 кгс/см . Упругие деформации, характерные для такого состояния, в отличие от деформации твердых тел называются в ы с о к о э л а с т и ч е с к и м и. [c.17]

При снятии напряжения система возвращается в исходное состояние с уменьшающейся скоростью. Этот процесс замедленной обратимой деформации называется упругим последействием и способность к нему представляет собой свойство эластичности (в отличие от упругости, для которой характерны мгновенные деформации, возникающие и спадающие со скоростью звука). Упругое последействие, характерное для коагуляционных структур связано, как показал Щукин, с взаимной ориентацией анизометричных частиц в направлении сдвига. Быстрая высокоэластическая деформация (т 10 2—10 с) обусловлена поворотом частиц вокруг коагуляционных контактов, медленная (т порядка минут)—пере--мещением этих узлов вдоль поверхности одной из частиц. Эти деформации, в отличие от упругих, имеют энтропийный характер. Ориентация частиц (Д5 < 0) сменяется после разгрузки самопроизвольной дезориентацией и эластическая деформация медленно спадает до нуля в процессе возрастания энтропии (Д5 > 0 Af —TAS < 0). [c.277]

Зависимость 7 от t представлена графически на рис, XIV.6, б. Кривая постепенно приближается к предельной величине упругой деформации (t/G). При снятии напряжения система возвращается в исходное состояние с уменьшающейся скоростью. Этот процесс замедленной обратимой деформации, характерный для упруговязких твердых тел, называется упругим последействием, и способность к нему представляет собой свойство эластичности (в отличие от упругости, для которой характерны мгновенные деформации, возникающие и спадающие со скоростью звука). Упругое последействие, характерное для коагуляционных структур, связано, как показал Щукин, с взаимной ориентацией анизометричных частиц в направлении сдвига. Быстрая высокоэластическая деформация t X. 10 —10 с) обусловлена поворотом частиц вокруг коагуляционных контактов, медленная t порядка минут)—перемещением этих узлов вдоль поверхности одной из частиц. Изменения свободной энергии системы, связанные с этими деформациями, в отличие от упругих, имеют энтропийный характер. Ориентация частиц (AS < 0) сменяется после разгрузки самопроизвольной дезориентацией, и эластическая деформация медленно спадает до нуля в процессе возрастания энтропии (Д5 > 0 AF K—TAS< 0). [c.298]

Высокоэластическое состояние, свойственное только высокомолекулярным полимерным соединениям, характеризуется способностью тел к значительным обратимым деформациям под влиянием сравнительно небольших приложенных напряжений. Обратимые деформации называются высокоэластическими. [c.397]

Высокоэластическое состояние, свойственное только высокомолекулярным полимерным соединениям,характеризуется способностью тел к значительным обратимым деформациям под Е,лиянием сравнительно небольших приложенных напряжений. Обратимые деформации называются высокоэластическими. Высокоэластическое состояние полимеров осуществляется в определенном интервале Тс—Тт, называемом температурным интервалом стеклования. Выше Тс отдельные группы звеньев цепных молекул начинают перемещаться под влиянием теплового движения подобно тому, как перемещаются молекулы простых жидкостей. Однако, поскольку все звенья связаны в цепи, нх тепловое перемещение ие является необратимым. Наоборот, вследствие взаимных связей в полимере при деформации его возникают внутренние напряжения, приводящие к механической обратимости высокоэластических деформаций. [c.494]

Каучуки, как аморфные полимеры, в зависимости от температуры могут находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Высокоэластическое состояние является наиболее характерным для каучуков в этом состоянии они обладают одним из наиболее важных физических свойств — эластичностью, т. е. способностью обратимо деформироваться в значительных пределах под действием сравнительно небольших усилий. Так, максимальная величина обратимой деформации растяжения каучука лежит в пределах 500— 1000%, в то время как у типичных твердых тел упругое (обратимое) удлинение редко превышает %. Способность каучуков к большим обратимым деформациям называется высокоэластич-н остью. [c.82]

Таким образом, разрыву образца предшествуют очень большие обратимые деформации, связанные с молекулярными перегруппировками. Следовательно, наблюдающийся разрыв не является Хрупким, Г. М Бартенев предлагает этот разрыв называть высокоэластическим. [c.209]

Таким образом, в студнях наблюдаются высокоэластические обратимые деформации. Только при плавлении разбавленного студня величины деформации начинают зависеть от частоты воздействия (рис. 189). Это указывает на появление возможности перемещения цепей как единого целого вследствие разрушения сравнительно непрочных поперечных связей. Наличие больших [c.430]

Полимеры в определенном температурном интервале сочетают в себе свойства как твердых тел, так и жидкостей. Специфическое строение молекул, их гибкость, обуславливают появление нового вида деформации — высокоэластической, составляющей десятки и сотни процентов. Она возникает под действием небольших нагрузок и полностью обратима. [c.246]

Высокоэластическое состояние полимеров обусловлено гибкостью их молекулярных цепей, т. е. сегментальной подвижностью молекул. Основным определяющим свойством полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии, является способность к большим, практически полностью обратимым деформациям под действием небольших нагрузок. Отсюда, как следствие, низкие значения модуля упругости (0,02—0,08 кГ/лиг ), т. е. того же порядка, как у газов (0,01 кГ/мл ). [c.255]

Рассмотрим приложения термодинамики к сшитым полимерам, находящимся в высокоэластическом состоянии и подвергающимся равновесным деформациям. Высокоэластическое — сверхупругое — состояние является специфически полимерным. В термодинамическом плане эта специфичность проявляется в том, что природа больших обратимых деформаций полимеров энтро- пийная, а не энергетическая, как в случае твердых тел. [c.139]

Критические значения Не обычно составляют 2100—2320 выше этих значений наблюдается турбулентный режим течения. Число Вайссенберга характеризует отношение высокоэластических сил к вязким силам и является мерой обратимой деформации сдвига. Для течения в круглой трубе число Вайссенберга выражают как [c.37]

В полимерных материалах в зависимости от скорости деформации, температуры и напряженного состояния могут возникать упругие, высокоэластические или необратимые пластические деформации. Высокоэластическая деформация присуща только полимерам. Она характеризуется малым модулем упругости и больщими обратимыми деформациями. Высокоэластическая деформация отличается от обычной упругой тем, что последняя связана с изменением средних расстояний между частицами, а высокоэластическая с перегруппировкой сегментов гибких цепей полимерных молекул без изменения среднего расстояния между цепями. [c.20]

Высокоэластическая деформация, как и упругая, обратима, однако ее полное развитие несколько отстает от момента приложения нагрузки, а исчезновение происходит не одновременно со снятием напряжения. Это явление обусловлено релаксационным характером высокоэластической деформации. Макромолекулярные цепи не успевают изменить свою форму мгновенно с изменением нагрузки. Поэтому, в отличие от упругой деформации, высокоэластическая зависит от длительности приложения нагрузки и частоты смены зпакопере.менного напряжения. При одинаковой температуре материал, эластичный в случае редкой смены напряжения, кажется жестким при частой смене напряжения. [c.41]

При низкой температуре полимер находится в стеклообразном состоянии (рис. XIII. 1, область /), в котором полимер ведет себя как упругое твердое тело. В этом состоянии отсутствует движение как всей молекулы, так и отдельных звеньев, а проявляются лишь колебания атомов около положения равновесия. При повы-щении температуры полимер переходит в высокоэластическое состояние, свойственное только высокомолекулярным соединениям (рис. XIII. 1, область //). Вещество в высокоэластическом состоянии способно к значительным обратимым деформациям, что обусловлено подвижностью звеньев и соответственно гибкостью макромолекул. Перемещение звеньев происходит не мгновенно, поэтому деформации полимеров в высокоэластическом состоянии имеют релаксационную природу, т. е. характеризуются временем установления равновесия. Высокоэластическое состояние полимеров проявляется в интервале от температуры стеклования (Гст) до температуры текучести (7т) (рис. XIII.1, область //). Если температурный интервал Та—Гт достаточно щирок и захватывает обычные температуры, то такие полимеры называют эластиками или эластомерами, или каучуками. Полимеры с узким интервалом температур —Т-,, смещенным в область повышенных температур, называют пластиками или плас-томерами. При обычных температурах пластики находятся в [c.359]

Резкое изменение механических свойств наблюдается при температурах выше температуры стеклования Тс. Участок кривой от температуры стеклования Тс до температуры текучести Г соответствует высокоэластическому состоянию. Это состояние яв< пяется характерным признаком полимерных веществ. Полимеры в высокоэластическом состоянии способны к обратимой деформации, т. е. обладают эластичностью. Действие механического на< пряжения на полимеры, находящиеся в высокоэластическом со стоянии, вызывает изменение конформации скрученных молекул, При снятии напряжения молекулы стремятся возвратиться в пер<, воначальное состояние. Такое свойство макромолекул и придает полимерам эластичность. Типичным представителем высокоэла-. стичных полимеров являются каучуки. При растягивании или, сжатии каучука он легко деформируется, но при снятии нанря<( женин возвращается в первоначальное состояние. [c.246]

Термомехаиическая кривая для полимеров выглядит несколько сложнее. Она изображена на рис. 85. Полимерам свойственно, как было указано ранее, новое состояние вещества — высокозластиче-ское, обусловленное гибкостью макромо-лекулярных цепей. Оно характеризуется изменением деформируемости материала, т. е. изменением его модуля упругости. Находясь в высокоэластическом состоянии, полимер способен к большим по величине и обратимым деформациям. Это состояние вклинивается между стеклообразным и вязко-текучим состоянием и разделяет температуры стеклования и текучести. Таким образом, полимеры в отличие от низкомолекулярных тел переходят из стеклообразного не в вязко-текучее, а сначала в высокоэла-стическое состояние. Температурный интервал, в котором полимеру свойственна высокая эластичность, зависит от гибкости цепей, т. е. от его химической, природы. [c.252]

Первой отличительной особенностью резины является ее способность к большим практически иолностью обратимым деформациям под действием незначительных нагрузок, т. е. способность к высокоэластической деформации при обычных условиях (температура, давление). Величина высокоэластической деформации зависит от каучука и глубины вулканизации [100]. Это означает, что жесткость резин по сравнению с другими материалами очень мала. Ее модуль при растяжении не превышает. 1,5 10 , [c.320]

Первый резкий подъем на термомеханичесгой кривой связан с переходом полимера из твердого стеклообразного состояния в высокоэластическое. Это состояние характеризуется тем, что полимер приобретает кay г> кoпoдoбны свойства, т.е. обладает способностью к ра шитию больших обратимых деформаций при действии небольшой силы. Это состояние характерно только для полимеров, и оно не проявляется в сл> чае низкомолекулярных твердых тел. [c.87]

ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, состояние, в к-ром полимеры обладают способностью к большим обратимым деформациям (до неск. десятков, сотеи и более процентов). В B. . могут переходить все гибкоцепные линейные полимеры с достаточно большой молекулярной массой и пространственно структурированные (сетчатые) полимеры при нагр. их выше т-ры стеклования. [c.443]

На вязкое течение в-ва в B. . могут накладываться обратимые деформации. Соотношение между необратимой и обратимой составляющими деформации зависит от природы в-ва, а для конкретного материала-от т-ры и временного фактора определяющим во всех случаях является соотношение между временем релаксации материала и длительностью мех. воздействия на него. Особенности реологич. св-в полимеров, находящихся в В. с., проявляются при достижении нек-рой критич. мол. массы (ее значение зависит от гибкости макромолекул), при к-рой переплетающиеся макромолекулы могут образовывать флуктуац. сетку, что обусловливает развитие в материале высокоэластич. деформаций (см. Высокоэластическое состояние). [c.449]

Свойства. Р можно рассматривать как сщитую коллоидную систему, в к-рой каучук составляет дисперсионную среду, а наполнители-дисперсную фазу. Важнейшее св-во Р.-высокая эластичность, т. е. способность к большим обратимым деформациям в широком интервале т-р (см. Высокоэластическое состояние). [c.224]

ЭЛАСТОМЕРЫ, полимеры и материалы на их основе, обладающие во всем диапазоне их эксплуатации высокоэластичными св-вами, т. е. способностью к большим (до сотен процентов) обратимым деформациям (см. Высокоэластическое состояние). Типичные Э.- разл. каучуки и резины. ЭЛЕКТРЁТНО-ТЕРМЙЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, то же, что термодеполяризационный анализ. [c.422]

Наименьшую гибкость, наиболее прочн)оо межцепную связь полимеры имеют в стеклообразном состоянии. При охлаждении до некоторой достаточно низкой температуры полимер теряет прочность, становится хрупким и разрушается без деформации. Температура, ниже которой это происходит, называется температурой хрупкости Т р. Нагревание полимеров вызьшает переход их в высокоэластическое состояние, в котором под действием небольшой нагрузки полимеры подвергаются обратимым деформациям, приобретают гибкость. Средняя температура перехода из стеклообразного состояния в высокоэластическое называется температурой стеклования Тс. При нагревании вьш1е этой температуры полимерные цепи начинают перемещаться относительно друг друга, полимер может течь, наступает вязкотекучее состояние. Температура, при которой это происходит, называется температурой текучести Т . [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология