Растяжение необратимее

Максимальная степень растяжения Необратимая деформация при больших и продолжительных нагрузках Изменение модуля упругости с повышением температуры [c.166]

Деформационная способность полимерных материалов, обусловленная полностью обратимым изменением валентных углов и межатомных расстояний в полимерном субстрате под действием внешних сил, характерна для проявления упругих свойств. Температура, ниже которой полимерное тело может деформироваться под действием внешних сил как упругое, называется температурой хрупкости Гхр. Действие внешних силовых полей может быть представлено (рис. 3.3, а) как всестороннее сжатие, сдвиг и растяжение. Вместе с тем всякая конечная деформация полимерного материала проявляется, с одной стороны, как деформация объемного сжатия (или расширения), характеризующая изменение объема тела при сохранении его формы (дилатансия), а с другой, - как деформация сдвига, характеризующая изменение формы тела при изменении его объема (см. рис. 3.3, 5). В связи с этим реологическое уравнение состояния должно описывать как эффекты, связанные с изменением объема деформируемого тела, так и влияние напряжений на изменение его формы. В общем случае деформация проявляется в двух видах как обратимая и как необратимая. Энергия, затрачиваемая на необратимую деформацию, не регенерируется. [c.127]

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]

На начальном этапе развития деформации преобладает ориентационный эффект, а затем основную роль начинает играть процесс разрушения надмолекулярной структуры. И при сдвиге, и при растяжении в случае неустановившихся (переходных) режимов сначала развивается обратимая высокоэластическая деформация,, а затем и необратимая деформация (рис. 6.8). [c.159]

Упругостью твердого тела называется его свойство самопроизвольно восстанавливать форму и объем после прекращения действия внешней силы. Упругая деформация — это деформация тела, полностью исчезающая лосле прекращения действия внешней силы (например, сжатие или растяжение пружины). Пластичностью твердого тела называется его свойство изменять форму и размеры, не разрушаясь под действием достаточно больших внешних сил, причем после прекращения действия силы тело самопроизвольно не может восстановить свои прежние формы и размеры, т. е. в нем остается некоторая деформация. Эта деформация называется пластической деформацией. Принято упругую деформацию называть обратимой, а пластическую — необратимой. (Смысл терминов обратимый и необратимый в этом применении не совпадает с их смыслом в применении к химическим реакциям.) [c.215]

Можно было бы ожидать, что растяжение каучука приведет к некоторому необратимому удлинению, т. е. к частичной пластической деформации.Однако наличие в каучуке связей между цепями, в особенности химических ковалентных связей, которые, хотя и в очень небольшом количестве, имеются и в сыром каучуке, затрудняет перемещение цепей. Этими причинами объясняется и практически полное отсутствие у материала текучести. [c.218]

Дефекты в кристаллах могут возникать и как следствие воздействия на них внешних механических нагрузок. Так, при необратимом растяжении кристалла наступает его пластическая деформация, при которой в материале возникают плоскости скольжения с наибольшим сдвигом. За счет механических нагрузок в кристалле могут возникать трещины и другие макродефекты. [c.87]

Слоистые пластики состоят из полимерного соединения, играющего роль связующего, и волокнистой основы (бумаги, ткани), расположенной в виде отдельных слоев. Их получают, прессуя пропитанную бумагу или ткань в гидравлических прессах под большим давлением при высокой температуре, при которой синтетические смолы необратимо отвердевают. Слоистые пластики стойки к ударным нагрузкам, раскалыванию и растяжению, имеют большую электрическую прочность. Волокнистая основа снижает влагостойкость и повышает гигроскопичность материала. Стойкость к термическому воздействию зависит от природы волокнистой основы и связующего материала. Наиболее нагревостойки слоистые пластики на основе неорганических волокон с кремнийорганическими связующими. [c.29]

Поливинилацетат — термопластичный материал. При нагревании от —10° С до +30° С предел прочности его при растяжении уменьшается втрое. При дальнейшем нагревании он сильно размягчается, а выше 120° С наступает необратимое пластическое течение материала. Поливинилацетат обладает хорошей клеящей способностью, что используется для изготовления лаков и клеев. [c.157]

При деформации резины имеет место также и необратимое поглощение механической энергии, затраченной на деформацию т. е. работа, затраченная на растяжение, оказывается больше [c.96]

Несовпадение кривых растяжения и восстановления объясняется необратимыми потерями механической энергии, затраченной на преодоление внутреннего трения и пластические деформации, а также отставанием во времени изменения деформации от нагрузки вследствие недостаточности времени для установления равновесия между ними. [c.97]

При небольших деформациях растяжения доля пластической деформации невелика (см. рис. 9.3). Величина полного восстановления штапельного волокна ниже, чем нити, вследствие частичной необратимости извитости волокна после разгрузки. [c.250]

Ориентация полимерных молекул возможна как для аморфных, так и для кристаллических полимеров, у которых при растяжении наблюдается также и ориентация кристаллических областей. Для аморфных полимеров возможна ориентация всей цепной молекулы в целом (при необратимой пластической деформации) и ориентация участков молекул (при высокоэластических или вынужденно-эластических деформациях). Оба механизма ориентации имеют релаксационный характер, причем преобладание одного механизма ориентации над другим определяется температурой и скоростью вытяжки полимера. [c.146]

В качестве характеристики когезионной прочности может быть выбрана одна из величин, определяемых по графической зависимости напряжения от деформации предельная эластичность, условное напряжение при определенном удлинении, условная прочность при растяжении, относительное удлинение, энергия, затраченная на растяжение (площадь под кривой растяжения) и др. На кривой напряжение - деформация можно выделить точки, соответствующие развитию необратимых деформаций течения /у и разрыва /ь. В качестве критерия когезионной прочности чаще всего используют [26] параметр /у или разность /ь /у Если эта разность меньше нуля, то отмечают, что когезионная прочность резиновой смеси практически равна нулю. [c.343]

Характер его подвижности претерпевает с повышением температуры следующую метаморфозу. В области вынужденной эластичности, при довольно больших затратах энергии и малых частотах, проявляется р-переход, трактуемый как смещение единичных сегментов в стеклообразной матрице. При а-переходе возникает межцепная кооперативность движений сегментов. Полимер размягчается и обретает сначала каучукоподобные, а потом вязкотекучие свойства. В районе Н-перехода при растяжении или сдвиге начинают доминировать необратимые [c.303]

Отметим неравноправность правой и левой ветвей диаграммы. При сохранении неизменной длины за счет внешней нагрузки коллагеновое волокно сохраняет, в основных чертах, вид рентгенограммы. При растяжении сократившегося волокна до начальной длины, снова, в общих чертах восстанавливается исходная рентгенограмма (аналог ориентационной кристаллизации для спиральных цепей, стабилизированных водородными связями ) Правая же ветвь содержит в себе необратимости того же характера, что связанные с магическим четырехугольником на фазовой диаграмме для КВЦ и КСЦ. [c.328]

Совместное действие воды и движущегося транспорта является основным фактором разрушения дорожного покрытия. Вода вдавливается в дорожное полотно перед движущимся колесом и выжимается позади него. Для оценки поведения асфальтобетона в дорожном покрытии используют испытательные машины, в которых колесо с резиновым протектором движется по кольцевому треку. Критерием долговечности дорожного покрытия является количество циклов движения колеса до наступления интенсивного разрушения модельного покрытия. В другом приборе образец асфальтобетона подвергается воздействию повторных нагрузок на изгиб и сжатие при температуре О и 50 °С при определении модуля упругости, предела прочности на растяжение при изгибе и комплексного показателя вязкой деформации. Результаты исследований показывают, что разрушение покрытия меньше при большой скорости движения (числа оборотов) колеса на испытательном стенде. Это явление объясняется тем, что при небольшой скорости движения продолжительность контакта колеса и дорожного покрытия становится достаточной для создания не только эластичных, но также и необратимых деформаций в асфальтобетоне. [c.762]

При разрыве обычно определяют относительное удлинение ер, т. е. увеличение длины образца при разрыве по отношению к исходной длине, и относительное остаточное удлинение или остаточную деформацию после разрыва, характеризующую необратимую часть общей деформации резины при растяжении, ее восстанав- [c.150]

Развиваемая в настояш ей монографии концепция получила недавно существенное подтверждение в работах Г. В. Виноградова и его школы. Г. В. Виноградов считает, что при переходе полимера из высокоэластического в стеклообразное состояние (имеется в виду механическое стеклование за счет достижения высоких скоростей деформации) механизм разрыва может изменяться [610, с. 548]. Базируясь на проведенных ими ранее фундаментальных исследованиях реологических свойств полимеров с узким молекулярно-массовым распределением [611—616], Г. В. Виноградов с сотр. установили, что, переходя от деформации сдвига к одномерной деформации растяжения линейных полимеров с узким распределением по молекулярным массам, можно работать в широком интервале скоростей деформации. Причем с увеличением скорости деформации при постоянной температуре наблюдается переход от вязкого течения к высокоэластической деформации и затем к хрупкому разрушению. При реализации такого эксперимента происходило уменьшение необратимой компоненты, особенно существенное после перехода в высокоэластическое состояние. Уменьшение деформируемости полимера связывается с наступлением его механического разрушения. [c.244]

Ориентационные эффекты, рассмотренные в рамках приведенного примера, не являются полностью необратимыми. После снятия нагрузки восстанавливаются упругие деформации, определяемые, как уже упоминалось, действием физических сил межмолекулярного взаимодействия. Затем, в соответствии с релаксационными процессами, медленно будут восстанавливаться деформации, связанные с внутрицепными перемещениями (например, возврат вытянутой молекулы к морфологии пачки). При нагревании этот процесс ускоряется. Полного восстановления исходного размера не происходит вследствие развития при растяжении необратимых пластических деформаций. Отметим, что и это явление используется в полимерной практике, например, при производстве так называемых тер-моусаживающихся пленок или изделий (трубки, герметизирующие рукава, упаковка, кольца, втулки). [c.90]

Смещение отдельных слоев текущей жидкости осуществляется только путем сдвига их (скольжения) относительно друг друга. Для полимеров (в особенности, эластомеров) легко наблюдать течение при одноосном растяжении. Необратимые деформации такого течения могут достигать поистинне огромных величин — нескольких тысяч процентов. В условиях одноосного растяжения вместо скорости [c.224]

Конформационные переходы цепи с кинк-изомерамп, свободная энергия которой при наличии напряжения представляется сплошной линией (рис. 5.1), термодинамически необратимы, а внутренняя энергия переходит в тепло. Представляет интерес постоянная времени процесса перехода если она мала по сравнению со временем, в течение которого происходит растяжение цепи, то кривая напряжение—деформация не слишком сильно отличается от кривой, соответствующей сплошной линии на рис. 5.1, а если постоянная времени слишком велика, то переходы могут быть запрещены и цепи деформируются эластично. Однако при промежуточных значениях постоянных времени наибольшие напряжения не полностью вытянутых цепей будут зависеть от скорости, с которой происходят конформационные переходы, снимающие напряжение. Детальное рассмотрение данного явления потребовало бы изучения формы и взаимодействия цепных молекул, основ термодинамики необратимых процессов [15] и анализа потенциала вторичных, или вандерваальсовых, связей между сегментами [16]. Это привело бы к рассмотрению неупругого деформирования полимеров, которое не является предметом данной книги. Тем не менее все же представляет интерес некоторая информация относительно скорости переходов между различными кинк-изомерами, сопровождающихся релаксацией напряжения в системе. Так как любые переходы, приводящие к движению только одного кинк-изомера, обычно не вызывают удлинения цепи вдоль ее оси, то приходится учитывать по крайней мере одновременную активацию н аннигиляцию двух кинк-изомеров. Подобный процесс состоит из поворота четырех гош-связей и передачи поворота сегмента между кинк-изомерами можно оценить энергию связи, необходимую для преодоления потенциального барьера, которая должна составлять 33,5 кДж/моль для поворота гош-связи [7] и (2,1—5) кДж/моль для вращения СНг-группы [17, 18]. Следовательно, чтобы преобразовать весь кинк-изомер tgtgttgtgt в транс-конформацию, необходима энергия активации 46—63,6 кДж/моль. Можно предположить, что подобные преобразования напряженных цепей ПЭ к состоянию, свободному от напряжений, действительно происходят при скорости деформирования по крайней мере 1 с при температуре ниже точки плавления, т. е. при 400 К. Теперь мол<но рассчитать скорость данного процесса при 300 К с помощью выражения (3.22), которая оказывается равной 0,0018 с . При деформировании цепи энергия активации вращения сегмента только убывает, а скорость переходов, сопровождающихся ослаблением напряжения, возрастает [19]. С учетом подобного [c.130]

Мюллер и др. определяли несколько термодинамических величин, зависящих от деформации обратимую и необратимую части выделения тепла в процессе пластического деформирования ПЭ, ПВХ, ПЭТФ, ПА-6 [59—61], ПК [63], ПС [64] и различных эластомеров [61, 65, 66], последующее повышение температуры [67], изменение внутренней энергии за время ее накопления [68] и ее влияние на энергию разрушения материала [69]. Они отметили, что энтропия термопластов во время холодного течения уменьшается, а внутренняя энергия возрастает. Они также определили баланс энергии при действии напряжения ( ) и во время втягивания сегментов (г) ПИБ в последовательных циклах растяжения. Изменение внутренней энергии во время -го цикла можно представить следующим образом [c.259]

Согласно самому общему определению, вязкостью именуется свойство оказывать сопротивление необратимому изменению Стормы системы. Изменение формы может быть связано со сдвиговыми воздействиями, растяжением, всесторонним сжатием и т. д. Соответственно говорят о сдвиговой, продольной, объемной вязкости и т. д. По установившейся традиции, восходящей к Ньютону, обычно имеется в виду сдвиговая вязкость, и в этой главе мы будем касаться преимущественно ее. Некоторые специальные вопросы, связанные с продольной вязкостью, очень кратко будут затронуты в гл. VI. Объемной вязкостью полимеров практически не занимались — и напрасно, ибо по аналогии с тем, как продольная вязкость может вызвать переход первого рода (ориентационную кристаллизацию), объемная вязкость может быть обходным механизмом реализации перехода второго рода, упоминавшегося в гл. II. [c.162]

На рис. 1.15 приведены три типа термомеханических кривых. Кривые получены при нагревании с заданной скоростью нагруженного образца полимера. Действующая нагрузка должна быть неизменной (напряжение а = сопз1) и малой по значению, чтобы механические воздействия на полимер не приводили к изменению его структуры. Обычно термомеханические кривые получают при деформации одноосного сжатия, растяжения или сдвига. При низких температурах все полимеры деформируются так же, как и твердые тела. Если полимер не кристаллизуется, то деформация с температурой изменяется по кривой типа 1. Выше температуры стеклования Тс проявляется высокоэластическая деформация (плато высокоэластичности), а затем выше температуры текучести Гт реализуется вязкое течение с накоплением необратимой деформации. Кривая 1 свидетельствует о том, что полимер может находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Каждому состоянию соответствует свой тип деформации. [c.32]

Полимеры отличаются от низкомолекулярных веществ значительным временем установления механического равновесия, т. е. большим временем релаксации (от лат. ге-1аха1 о — уменьшение напряжения, ослабление). Поэтому механические свойства полимеров зависят от продолжительности действия сил, вызывающих деформации. Деформация — это изменение формы тела под действием внешней силы (растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение). При упругой (обратимой) деформации тело после прекращения действия внешних сил возвращается к исходной форме. При пластической деформации (необратимой) тело после прекращения действия внешних сил остается деформированным. Отношение силы Р к площади 5, на которую действует сила, называемая напряжением ст [c.496]

В процессе удаления водорода из покрытия возможно появление растягивающих напряжений растяжения, что вызывает появление сетки трещин. Обратимый характер водородной хрупкости наблюдается при содержании Нз до 0,5 см /100 г. При содержании его выше 5-8 см / 100 г исобенно высокопрочные стали приобретают тенденцию к необратимой хрупкости. Появление необратимой хрупкости связано с накоплением молекулярного водорода в дефектах кристаллической решетки [c.104]

При растяжении тел, проявляющих высокую эластичность, величина общей деформации йбщ слагается из высокоэластической (пэ 1г необратимой /ост составляющих, т. е. /общ = /вэ-1-/ост- Для нахождения продольной вязкости необходимо знать продольные гра диенты скорости натекания необратимой дефор.мации при различ-. ных напряжениях. Это требует определения необратимом деформа-цг ги, что вoзмoж io дяшь после завершения упругого восстаяозленкя длины образца. [c.266]

Из графика (рис. 7), типичного для всех исследованных по данной методике сталей, видно, что деформация растяжением вызывает разблагораживание стационарного потенциала старой (предварительно зачищенной на воздухе) поверхности стали. Разблагораживание потенциала носит необратимый характер и происходит ступенчато, по мере приложения растягивающей нагрузки. Наибольшее значение деформационного разблагора-хсивания потенциала Ст. 65Г (состояние поставки) в данном слу-86 [c.86]

С хим. точки зрения В.-соединение ( сшивание ) гибких макромолекул каучука в трехмерную пространств, сетку (т. наз. вулканизационную сетку) редкими поперечными хим. связями. Образование сетки происходит под действием спец. хим. агента или (и) энергетич. фактора, напр, высокой т-ры, ионизирующей радиации. Поперечные связи ограничивают необратимые перемещения макромолекул при мех. нагружении (уменьшают пластич. течениеХ но не изменяют их способности к высокоэластич. деформации (см. Высокоэластическое состояние). Степень сшивания (густоту сетки поперечных связей) характеризуют равновесными модулями растяжения или сдвига, к-рые определ5цот при сравнительно небольших деформациях, равновесным набуханием в хорошем р-рителе, а также содержанием макромолекул, оставшихся в сшитом образце вне сетки (золь-фракция). [c.434]

ДЕФОРМАЦИЯ механическая (от лат. deformatio-искажение), изменение относит, расстояния между двумя произвольно выбранными точками в теле. В твердых телах Д. приводит к изменению формы или размеров тела цели ком или его части, в жидкостях и газах-к течению. Осн виды Д.-растяжение, сдвиг, кручение, изгиб, сжатие (од ноосное или всестороннее). Термин Д. относят как процессу, протекающему во времени, так и к его резуль тату, выражаемому величиной, к-рая характеризует относит изменение размеров или формы любого мысленно вы деленного элемента тела. Различают упругую Д., пол ностью исчезающую после удаления вызвавшей ее на грузки, пластическую, или Д. вязкого течения, к-рая остается после снятия вызвавшего ее внеш. воздействия вязкоупругую, или запаздывающую, к-рая медленно и частично уменьшается после снятия нагрузки под действием протекающих в теле релаксац. процессов. Все реальные твердые тела, в к-рых доминируют упругие Д., обладают и пластич. св-вами. Однако обычно твердые тела можно считать упругими, пока нагрузка не превысит нек-рого предела тогда тело либо разрушается, либо становится заметной пластич. Д. Для жидкостей определяющую роль играют пластич. Д., хотя всегда можно установить в них существование упругих Д. Для газов объемная Д. является упругой, а сдвиговая-необратимой. [c.31]

Резины — это сшитые полимеры с гибкими цепями, имеющие температуру стеклования ниже 273 С. Поперечные химические связи (узлы сетки) не позволяют цепям при деформации скользить относительно друг друга. Поэтому необратимые (вязкие) деформации у резины практически не возникают. При деформации такой полимерной сетки возникают высокоупругие напряжения, которые обычно называют высокоэластическими. Кроме того, возникают и напряжения, вызываемые силами внутреннего трения. В связи с этим прн деформациях на диаграмме растяжение — сокращение возникает петля гистерезиса. Однако, если деформацию проводить медленно, то петля гистерезиса уменьшается, и при очень медленных процессах деформации (в пределе при равновесной деформации) она практически исчезает, и резина ведет себя как упругое тело. Именно для этого режима деформации применимы соотношения термодинамики. [c.141]

При растяжении тел, проявляющих высокую эластичность, ве,И чина общей деформации /общ слагается из высокоэластической I, и необратимой /ост составляющих, т. е. /обш = оэ + /ост- Для нахс ждения продольной вязкости необходимо знать продольные грг диенты скорости натекания необратимой деформации при различных напряжениях. Это требует определения необратимом деформг ции, что возможно, 7ишь после завершения упругого восстановлеки длины образца. [c.266]

При малых скоростях растяжения процесс разрушеиия резин осуществляется путем роста надрывов, т. е. необратимо. Уравне ние разрушения (УИ. 2) может быть применено с достаточной степенью точности, только если щероховатая зона поверхности разрушения мала. Ввиду медленности развития шероховатой зоны это условие применимо в широком диапазоне скоростей растяжения, и тем более при больших скоростях. Временную зависимость прочности резин, учитывая закон деформации (УИ. 3), можио записать в форме [c.192]

Изменение температуры влияет на напряженное состояние полимеров. На рис. IV. 1 приведена зависимость напряжения от температуры при растяжении. На этой зависимости можно выделить три области, ограниченные упругими (I), высокоэластическими (II) и необратимыми (III) деформациями и соответствующими им пределами хрупкости Стхр, вынужденной эластичности Ов, высокой эластичности Оэл и пластичности (текучести) Оп. [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология