Механизм холодной вытяжки

Большой интерес представляет работа Лазуркина [93], который при.ходит к выводу об общности механизма холодной вытяжки аморфных и кристаллических полимеров. Автором найдены условия, при которых процесс вытяжки может быть осуществлен с образованием шейки или без него, н сделано предположение о том, что механизм вытяжки связан с влиянием напряжений на скорость перестройки структуры. Под влиянием напряжений процесс перестройки не только ускоряется, но и приобретает определенное направление в сторону образования кристаллитов, устойчивых при данном напряжении. Лазуркин высказал также подтверждаемое опытом предположение о наличии ориентационного упрочнения в зоне шейки, обусловливающего стабилизацию шейки и локализацию процесса деформации в переходных частях образца. Одновременно он подчеркивает роль ориентационного упрочнения и наличия аморфной фазы при вытяжке кристаллических полимеров. [c.81]

Механизм холодной вытяжки был предметом обсуждения в ряде работ. Следует отметить, что кристаллический полимер почти всегда рассматривается как двухфазная система, причем обычно кристаллической фазе отводится пассивная роль наполнителя, лишь упрочняющего систему. Холодную вытяжку обп.ясняют деформацией аморфных областей кристаллического полимера, протекающей в двухфазной системе, вследствие чего кристаллики полимера при этом либо поворачиваются, либо разрушаются [14, 15, 44, 45]. Существует также представление о существенном влиянии па механические свойства кристаллических полимеров вторичных кристаллических образований — сферолитов [44, 46], разрушающихся при деформации. Это представление не может, однако, дать объяснение многократной холодной вытяжке, а потому должно быть признано ошибочным. [c.84]

В книге изложены современные представления о структурных особенностях и механизме холодной вытяжки полимеров. Описаны закономерности процесса фибриллизации, сопровождающего холодную вытяжку полимеров. Особое внимание уделено влиянию жидких адсорбционно-активных сред на пластическую деформацию полимеров. Рассмотрены основные физико-механические, термомеханические, физико-химические и другие свойства полимеров, подвергнутых холодной вытяжке в адсорбционно-активных средах. Показаны перспективы практического использования полимеров, деформированных в адсорбционно-активных средах. [c.2]

Это уравнение связывает критическую скорость деформации, при которой происходит переход от одного механизма холодной вытяжки к другому, с начальной толщиной образца. Видно, что полученная зависимость представляет собой уравнение прямой в логарифмических координатах с отрицательным наклоном. Поскольку значение а и [5 легко определить независимыми экспериментами, полученное уравнение можно сопоставить с экспериментальными данными, приведенными на рис. 5.19. [c.134]

При вязком изломе (с вытяжкой) в каком-либо месте трубы происходит-вспучивание, связанное с очень большими местными деформациями механизм деформации здесь подобен механизму холодной вытяжки зависимость излома с вытяжкой (вязкого) от времени и температуры определяется аналогичной зависимостью самого процесса вытяжки. [c.615]

При холодной вытяжке полимеры приобретают особую структуру, образованную плотноупакованными элементами диаметром 10—15 нм, называемыми фибриллами. Это явление хорошо известно и описано в многочисленных оригинальных работах и монографиях [1—3]. Тем не менее физические особенности этого процесса остаются еще далеко не очевидными и, в частности, не вполне ясным остается фундаментальный вопрос о том, каков механизм, приводящий при холодной вытяжке к диспергированию полимерного материала на мельчайшие агрегаты макромолекул. Для того, чтобы понять это, следует обратиться к основным особенностям строения и свойств твердых (стеклообразных и кристаллических) полимеров. [c.6]

Таким образом, аморфные, а тем более кристаллические полимеры являются микрогетерогенными системами, вследствие чего при их механическом нагружении напряжения концентрируются на структурных неоднородностях, т. е. локализуются в весьма малых объемах. Это приводит к значительному увеличению свободного объема в областях концентрации напряжения и появлению крупномасштабной молекулярной подвижности при температурах существенно более низких, чем температура стеклования. Все это является весьма важным для понимания механизма фибриллизации полимеров в процессе их холодной вытяжки. [c.11]

Холодная вытяжка полимеров в адсорбционно-активных средах имеет существенные отличия от соответствующего процесса, происходящего на воздухе. Хотя механизм деформации принципиально один и тот же для обоих случаев вплоть до стадии фибриллизации, присутствие адсорбционно-активной среды, предотвращающей коагуляцию фибрилл в монолитную шейку, решающим образом изменяет процесс холодной вытяжки. Микрорастрескивание и переход полимерного материала в новое высокодисперсное ориентированное состояние обусловливает возникновение специфической высокопористой структуры, обладающей целым комплексом уникальных физико-химических и механических свойств. [c.36]

Восстановление размеров ориентированных на воздухе ПММА и ПК в области температуры стеклования является хорошо известным фактом, связанным с энтропийным эффектом восстановления наиболее вероятного конформационного набора макромолекул [2, 3]. В случае ПК, подвергнутого холодной вытяжке на воздухе (рис. 3.1, кривая 4), наблюдается такл е и низкотемпературная, ниже температуры стеклования, усадка. Это также хорошо известно из литературы [5, 6, 129—131]. Интерпретация такого термомеханического поведения полимеров построена на представлениях об их структурной гетерогенности. Действительно, характер релаксации деформации полимера при нагревании, свидетельствует о том, что существуют два варианта молекулярного механизма вынужденной эластической деформации и последующей релаксации полимера. [c.69]

С целью перевода полимера в высокодисперсное ориентированное состояние необходимо подвергнуть его холодной вытяжке в адсорбционно-активной среде. Для этого необходимо знать, что собой представляет адсорбционно-активная среда, параметры, определяющие процесс перехода полимера в высокодисперсное ориентированное состояние, характерные особенности механизма деформации полимера в среде и др. [c.99]

Исходя из развитых выше представлений, можно попытаться аналитически описать переход от механизма чистого микрорастрескивания к смешанному механизму деформации полимера с использованием данных, приведенных на рис. 5.19. Для этого воспользуемся классическим уравнением Лазуркина для описания перехода полимера в ориентированное состояние в процессе холодной вытяжки [c.132]

При использовании деформации полимеров в целях зарождения вакуолей закономерности слияния изолированных пустот в систему открытых или закрытых пор, а также геометрия и размеры сквозных пор приобретают первостепенное значение. Учитывая, что механизм деформации кристаллических полимеров при холодной вытяжке в жидкости может качественно отличаться от механизма деформации в газовой среде [11,12], а также от механизма фибриллизации аморфных полимеров, целесообразно закономерности и формы структурного разрыхления аморфных полимеров, находящихся в стеклообразном состоянии, и кристаллических полимеров рассматривать отдельно. [c.11]

Принцип действия. Полимерная пленка циклично сматывается с бобины 1 механизмом размотки 2 до образования петли, протягивается вдоль автомата на один шаг за цикл грейфером, при этом пленка проходит последовательно все технологические позиции автомата. Поступая в узел формования 3, пленка разогревается нагревательными плитами при смыкании пресса. Разогретый участок пленки попадает на позицию формования, где происходит предварительная вытяжка ячеек пуансонами. Затем под пленку подается сжатый воздух, который прижимает ее к стенкам холодной матрицы и придает ей окончательную форму. Пуансоны возврашаются в исходное положение, штамп раскрывается, нагревательные плиты расходятся. Со стороны матрицы в штамп подается сжатый воздух, помогая пленке с отформованными ячейками оторваться от матрицы. Пленка грейфером перемещается на шаг. Нагретая между плитами часть пленки поступает в штамп, а отформованная Часть пленки с ячейками поступает в узел загрузки ячеек ампулами 4. На позиции загрузки ячейки заполняются ампулами из бункеров. На следующей позиции механизм 6 контролирует заполнение ячеек ампулами. При отсутствии в ячейке ампулы, либо ее изломе, механизм дает сигнал на запоминающее устройство, а также на позиции шагового транспортера, и бракованные упаковки сбрасываются. [c.266]

Представленные экспериментальные данные позволили предложить следующий механизм холодной вытяжки полимера (рис. 1.5). При растяжении стеклообразного или кристаллического полимера вследствие неоднородности структуры в наиболее слабом месте возникает зцачитёльная концентрация напря- [c.17]

Большой интерес, проявляемый промышленностью к таким изделиям, послужил причиной интенсивных исследований морфологических изменений, происходящих в волокне в процессе холодной вытяжки [42]. Результаты этих исследований показали, что образование шейки не связано с локальными повышениями температуры, которые вызывали бы плавление кристаллитов и приводили к течению полимера, сопровождающемуся изменениями структуры. Более того, даже допущение об общем размягчении растягиваемого образца не позволяет объяснить механизм шейкообразования. Оказывается, образование шейки является результатом разрушения кристаллитов поликристаллических композитов, инициированного напряжениями. Молекулярную модель морфологических изменений, происходящих при холодной вытяжке (образовании шейки), можно описать следующим образом (рис. 3.16) [7]. [c.65]

Приведенные примеры хорошо иллюстрируют трудности отнесения процессов механической релаксации к определенным механизмам на основе аналогии поведения различных полимеров. В частности, обозначение релаксационных процессов а, Р, у и т. д. в порядку понижения температуры может иногда при сравнении различных полимеров вводить в заблуждение. Мы уже видели, что в полиэтилене низкой плотности в изотропном состоянии наблюдаются а-, Р- и у- переходы. В полимере, подвергнутом холодной вытяжке, в том же самом температурном интервале проявляются только два релаксационных процесса, поскольку а-процесс перекрывает область Р-релаксации, так что Р-переход становится невыделяемым. В полиэтилене низкой плотности, отожженном после холодной вытяжки, наблюдаются а-, Р- и 7-переходы, причем на основе результатов исследования механической анизотропии а-процесс идентифицирован как с-сдвиговая релаксация, а Р-переход — как межламелярный сдвиговый процесс. [c.179]

Переход в высокодисперсное ориентированное состояние полностью определяется специфическим механизмом неупругой деформации полимера в контакте с жидкими средами, исследованию которого авторы уделили самое пристальное внимание. Полученные данные о механизме деформации и структурных перестройках, сопровождаюших вытяжку полимеров в адсорбционно-активных средах, позволили по-новому взглянуть на механизм их холодной вытяжки вообще. [c.5]

Несмотря на большое научное и прикладное значение фибриллизации полимеров, механизму этого процесса уделялось до сих пор сравнительно мало внимания. Немногочисленные работы, посвященные этому вопросу, носят в основном частный характер. Одни из них представляют собой лишь варианты концепции бахромчатых мицелл [63, 64], а другие основаны на специфических взаимодействиях в цепях макромолекул [65]. В последнее время сделана попытка [66] объяснить фибрилли-зацию полимеров с помощью теории нестабильности мениска [67], которая удовлетворительно описывает целый ряд кавитационных явлений в твердых телах и жидкостях в процессе их течения и пластической деформации. Однако привлечение этой теории к объяснению фибриллизации нельзя признать успешным, так как она не рассматривает процесс холодной вытяжки, т. е. не учитывает полимерной специфики фибриллизующихся материалов и предсказывает фибриллизацию любых деформируемых сред. Фибриллизация же является уникальным свойством полимерных материалов и не наблюдается у низкомолекулярных твердых тел. [c.14]

Уменьшение концентрации раствора означает, что краситель каким-то образом поглощается из раствора полимером. Для выяснения механизма обнаруженного явления в работе [105] была подробно рассмотрена холодная вытяжка ПВС и ПА в двухкомпонентных ААС. Эти полимеры, в отличие от ПЭТФ, легко растворимы во многих жидких средах, что весьма облегчает проведение с ними эксперимента. Действительно, для того, чтобы узнать количество захваченного полимером красителя, нет необходимости производить весьма трудоемкие эксперименты для определения концентрации раствора, в котором проводят растяжение. Тот же результат легко достигается путем растворения полимера после вытяжки и прямого анализа захваченного красителя колориметрическим методом. [c.35]

Вид зависимости обратимой деформации от степени вытяжки позволяет предположить, что холодная вытяжка полимера в ААС сопровождается достаточно резким структурным переходом, приводящим к изхменению механических свойств полимера. Рентгеноструктурные и электронно-микроскопические исследования [101] позволили объяснить механизм этого перехода, подробно рассмотренный в предыдущей главе. Здесь стоит лишь напомнить, что в основе этой структурной перестройки лежат поверхностные явления, характерные для высокодисперсной структуры полимера, деформированного в ААС. [c.40]

Для немодифицированного ПС характерна практически прямолинейная диаграмма напряжение — деформация при растяжении с относительной деформацией при разрушении около 2%, в то время как для УПС характерно появление предела текучести и возрастание деформации при разрыве до 30%. Недостатком введения эластичной фазы в стеклообразный полимер является уменьшение разрушающего напряжения и модуля упругости полимера. В зависимости от типа эластифицированного полимера наблюдается заметное различие в механизме их деформирования. Например, в УПС при напряжении выше предела текучести наблюдается деформирование без существенного уменьшения площади поперечного сечения образца с побелением напряженного участка. В АБС-пластиках обычно происходит образование шейки и холодная вытяжка материала. [c.66]

Второй особенностью растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды является кажущаяся хрупкая природа разрушения. Это становится очевидным при детальном изучении разрушенной поверхности. Если посмотреть на такую поверхность невооруженным глазом или при слабом увеличении, можно увидеть, что она покрыта раковинами , обычно имеющимися при разрушении стекла . Рис. 1 дает представление о типичном растрескивании напряженной изоляции кабеля из полиэтилена (тип I 3 по ASTM индекс расплава под действием окружающей среды. Характерные острые края трещин симметрично расположены вокруг первичного очага разрушения (это обстоятельство может быть использовано для точного установления места, в котором началось разрушение). Однако при более сильном увеличении часто оказывается, что наряду с хрупким разрушением частично происходит и холодная вытяжка. Клегг, Тэрнер и Винсент указывают на это в своей статье о механизме разрушения полиэтилена . Рединг и Вальтер [c.332]

Растрескивание вследствие кавитации не так легко происходит в тех материалах, в которых локальное течение крайне затруднено или ограничено областью молекулярных размеров, т. е. когда резко выраженная холодная вытяжка или течение материала требует включения участков цепей больших, чем половина макромолекулы. В последнем случае не небольщая порция материала, т. е. не несколько молекул, а целая локальная поверхность тела должна быть преобразована в кооперативном движении. Этот процесс, вероятно, является причиной растрескивания материала, наблюдаемого при высоких скоростях ударного нагружения (см., например, рис. 28), время действия которого на несколько порядков меньше времени макроскопической релаксации тела, несмотря на малую вероятность локального течения, требуемого для кавитационного процесса. Таким образом, схемаг представленная на рис. 31, б и 31, в, должна быть рассмотрена с учетом очень коротких времен ударного действия время действия напряжения в этом случае зависит от механизма образования микроразрьшов. [c.278]

Подавляющее большинство экспериментальных данных получено с использованием пленок, сформованных в производственных условиях экструзией расплава через щелевую фильеру с охлаждением на металлическом барабане без специальной ориентационной вытяжки. Для детального анализа влияния жидкой среды на структурные перестройки, происходящие в пленках из кристаллических полимеров при холодной вытяжке в жидкости, рассмотрим механизм перестройки структуры полимера в газовой (воздушной) среде. Деформационные кривые и макроскопическая картина растяжения пленок типична для кристаллических полимеров со сферолитным строением (рис. 1.6). На рабочих участках образцов при относительном удлинении 5-6% образуется шейка, развитие которой происходит в два этапа сначала при постоянном напряжении, а затем при монотонно возрастающем до разрушающего напряжения при растяжении. Внешнее сходство макроскопической картины маскирует качественное различие механизмов перестройки структуры кристаллических сополимеров винилиденфторида Ф-32 и Ф-42. По кривым термической усадки (рис. 1.7) пленок, деформированных на воздухе до удлинений, соответствующих полному развитию макроскопической шейки и разрушающему напряжению при растяжении, можно однозначно установить различие в механизмах структурной перестройки пленок. Вынужденная высокоэластическая деформация пленок Ф-32 обратима при температуре ниже температуры плавления кристаллитов. Разрушение сферолитов в пленке Ф-32 происходит по мозаичному (микроблочному) механизму без нарушения связи между перемещающимися в процессе вытяжки микроблоками исходной кристаллической структуры. Сохранение связанности элементов исходной кристаллической структуры пленок Ф-32 обусловливает ее способность к полному восстановлению при отжиге и восстановлению механических свойств (см. рис. 1.6). [c.18]

Сферолитная структура сополимера тетрафторэтилена и винилиденфторида Ф-42 при холодной вытяжке на воздухе, судя по кривой усадки. Подвергается необратимой перестройке по рекристаллизаци-онному механизму. В ориентированных пленках возникает типичная [c.18]

В рассмотренном выше примере холодная вытяжка пленок кристаллических фторлонов Ф-32 и Ф-ЗМ характеризуется микроблочным механизмом деформации как в жидкости, так и в газовой среде, и [c.25]

Идея первого подхода заключается в том, что дополнительные проходные молекулы могут образоваться в результате последовательного протекания процессов раскалывания стопок складчатых ламелей, отслаивания сложенных фрагментов цепей от боковых поверхностей ламелей и их вытягивания в направлении оси ориентации, сопровождающих пластическую деформацию частично кристаллического полимера при холодной вытяжке или экструзии. Предполагается, что кинетическая стабилизация развернутой конформации новых проходных цепей в составе микрофибрилл обеспечивается громадными временами релаксации естественных структурных механизмов, стремящихся вернуть систему в исходное изотропное состояние (например, энтропийная упругость проходных молекул), при проведении вытяжки в области Т С Тщ. [c.180]

Разработал методы упрочнения кристаллических полимеров, получил кристаллы с выпрямленными цепями в ориентированных полимерах (1970—1975), создал модель строения упрочненных полимеров (1982—1986), разработал новый метод формования упрочненных блочных полимеров — формование в твердом состоянии 0982—1985). Разработал метод получения сверхпрочного и сверхвысокомодульного полиэтилена (1986). Установил общий принцип упрочнения ориентированных гибкоцепных полимеров (1980—1985). Исследовал механизм деформации структуры и св-ва полимеров, подверженных холодной вытяжке в жидких средах. Открыл высокодисперсное ориентированное состояние у твердых полимеров, деформированных в адсорбционноактивных жидких средах (1975— 1985). Разработал метод получения композиционных полимерных мат-лов нового поколения — газоразделительных полимерных мембран и ультрафильтров, полимерных адсорбентов. [c.30]