Бикки

Разрушение каучукоподобных полимеров с теоретической точки зрения является чрезвычайно трудным вопросом. Сложность явления препятствует в настоящее время созданию сколько-нибудь удовлетворительной теории прочности этих материалов. В. Кун и Г. Кун предложили механизм разрушения резины, основанный на статистической модели сетки негауссовых цепей. Предполагается, что при растяжении каждая цепь претерпевает аффинную деформацию. Цепь рвется, если ее растяжение превысит некоторое критическое значение. Вследствие наличия в пространственно-структурированном полимере цепей различных длин цепи разрываются одна за другой по мере увеличения растягивающего усилия. Этот процесс нарастает, при некотором растяжении он становится катастрофическим, и образец рвется. Работы Ф. Бикки - по теории прочности каучукоподобных полимеров основываются на подобной гипотезе разрушения. [c.102]

Бикк> лов А.З., Хлесткин Р.Н. г. Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет [c.72]

Как уже отмечалось, это уравнение не имеет строгого обоснования, хотя и содержит определенный физический смысл. Вероятно, имеет смысл вести исследование энергии раздира в зависимости от различных факторов, с осторожностью относясь к применению формулы Гриффита в виде (11.45) для расчета прочности эластомеров. Этот вывод подтверждается работой Бикки и Берри [12.6], в которой произведена прямая проверка применимости критерия Гриффита к эластомерам. Исследовались зависимости между разрывным напряжением Ор, модулем упругости Е и длиной надреза /. Было установлено, что существует зависимость Ор ЕЦ, а не Ор=У //, как это следует по Гриффиту. [c.335]

Влияние молекулярного веса полимера. В последние годы работами Ферри и Бикки с сотр. было показано, что зависимость логарифма вязкости для концентрирован и растворов полимеров от логарифма степени полимеризации Р выражается, так же как и для самих полимеров, двумя пересекающимися прямыми (см. рис, 112). Тангенс угла наклона при Р > Р рит во всех случаях равен 3,4. [c.420]

В работах 7 рассматривается как структурная константа, учитывающая неоднородность распределения напряжений по цепям в объеме полимера. Величина ее определяется механизмом перераспределения напряжений между цепями. Таким образом, авторы вслед за В. Куном и Г. Куном - , Ф. Бикки и др. предполагают, что в массе полимера выборочно рвутся наиболее перенапряженные цепи. Этот механизм разрушения полимеров неоднократно подвергался критике и противоречит наблюдаемому механизму разрушения полимеров путем развития трещин и других неоднородностей в материале. Поэтому и физический смысл 7 в флуктуационной теории иной и связан с неоднородностью напряжений вблизи трещин и других дефектов, а неравномерное распределение напряжений по цепям вдали от трещин в массе полимера является второстепенным фактором разрушения. [c.56]

Журков и Абасов вывели формулу (IV. 9) для предельно ориентированного образца в предположении, что разрушение полимера происходит по механизму Куна—Бикки и что разделение образца на две части происходит одновременно по сечению образца в некотором критическом зазоре. Толщина зазора выбрана такой малой, чтобы концы разорванных макромолекул внутри зазора могли самопроизвольно из него выдергиваться. [c.150]

Одна из наиболее интересных моделей полимера в растворе была предложена Дебаем и подробно рассмотрена Бикки Представьте себе водяное колесо с лопатками, погруженными в растворитель и прикрепленными к ступице колеса с помощью пружинок. Когда растворитель набегает на лопатки, они начинают двигаться, заставляя все колесо поворачиваться, пружины при этом начнут сжиматься. Когда растворитель сбегает с лопаток, пружины разжимаются. Каждая пружинка с лопаткой, моделирующая сегмент макромолекулы, попеременно сжимается и растягивается через каждые 90° по мере вращения колеса, происходящего с угловой скоростью, равной половине скорости сдвига. [c.104]

Бикки [6.8, 6.9] предложил также молекулярную теорию прочности линейных полимеров выше температуры стеклования и теорию прочности сшитых эластомеров. Для обоих типов материалов моделью полимера служит пространственная сетка, но с узлами различной природы. Автор считает и (это доказано в последующем многими исследователями), что линейный полимер представляет собой молекулярную сетку с узлами, в которых действуют физические связи, а сшитый эластомер — сетку с гораздо более прочными химическими поперечными связями. [c.148]

В. Кун и Г. Кун [6.10] предложили механизм разрушения сетчатых полимеров выше 7с, основанный на статистической модели хаотически перепутанной сетки цепей. При растяжении каждая цепь претерпевает аффинную деформацию. Цепь рвется, как только ее растяжение превышает некоторое критическое значение. Вследствие наличия в полимерной сетке коротких и длинных цепей между узлами вначале рвутся короткие (самые напряженные) цепи, затем более длинные и т. д. Этот процесс при некотором растяжении полимера становится катастрофическим, и образец рвется. Бикки исходит из подобной гипотезы разрушения. [c.148]

Как ни странно, такое представление о механизме разрыва полимеров широко распространено, хотя этот механизм маловероятен, поскольку допущение об аффинности деформации цепей в области больших напряжений не соответствует реальной картине процесса деформации. Цепь, которая подвергается сильному натяжению, может не разорваться, а перетянуть соседние узлы в новые положения (локальная релаксация деформации). Исследования автора монографии [5.7] привели к выводу о том, что реальный механизм разрушения сшитых и линейных полимеров выше Тс отличается от представлений В. Куна, Г. Куна и Бикки. К такому же выводу пришли Патрикеев [c.148]

Несколько раньше В. Куном и Г. Куном была выдвинута гипотеза разрущения эластомера, основанная на статистической модели негауссовых цепей сетки сшитого эластомера. Предполагалось, что при растяжении каждая цепь претерпевает аффинную деформацию. Цепь рвется, если ее растяжение превысит некоторое критическое значение. Из-за наличия в полимере цепей различных длин цепи разрываются одна за другой по мере увеличения растягивающего усилия. Этот процесс нарастает, при некотором растяжении он становится катастрофическим и образец рвется. Работы Ф. Биккп [12.10] и А. Бикки [12.11] по теории прочности каучукоподобных полимеров основываются на подобной гипотезе разрушения. [c.335]

Бикки [12.14] и Хэлпин [12.15] в своих работах предлагают молекулярные теории разрушения эластомеров с учетом дефектов и неоднородностей материала. В результате предложены уравнения, в частности сложный степенной закон, учитывающий временную зависимость прочности. Несмотря на интересные результаты, полученные Бикки и Хэлпином, их уравнения сложны и не поддаются легкой физической трактовке (см. [12.4, с. 196]). Поэтому обратимся к экспериментальным результатам по исследованию временной и температурной зависимостей прочности эластомеров. [c.338]

Бикки было дано теоретическое обоснование урав1[елий ( ) и (10). Работами главным образом Фокса установлена связь констант k и ki со свойствами (плотностью) и параметрами, харак- [c.255]

Зависимости приведенной вязкости от мощности трения, напряжения сдвига илн от приведенной скорости сдвига являются температурно-инвариантными. Согласно Бикки, температурнО-ннварГ[-аитная характеристика вязкости получается, если приведенная скорость сдвига отнесена к концентрации полимера в растворе и к его абсолютной температуре, т. е. если ппр представлена как функция [c.259]

Второе уравнение, связывающее вязкость раствора полимера с концентрацией, выведено Бикки и Келли Авторы исходят из представлений об аддитивности спободных объемов полимера fp и растворителя f , и используют уравнение (I), глава VIII [c.419]

Бикки и Келли считают, что свободньж объем раствора аддитивно складывается из свободных объемов компонентов, поэтому относительный свободный объем раствора f может быть вЬфажен через относительные свободные объемы полимера /р и растворителя [i следующим образом [c.449]

Г Кь1ли рассчитаны коэффициенты кип степенного реологическо-1го уравнения Оствальда-де-Вилла для ненаполненных и наполненных каучуков [36] л изменяется в пределах от 0,15 до 0,40, а к — от 0,1 до 0,3 МПа с. Следует отметить, что уравнение Оствальда-де-Вилла не имеет ясного физического смысла и, кроме того, не может быть использовано для описания свойств материала как при очень малых, так и при очень больших скоростях деформации. Вязкость материала в этих крайних условиях должна бесконечно возрастать или стремиться к нулю. В связи с этим правомернее описывать нелинейное течение материала по уравнениям, предложенным Рейнером и Филлиповым [41, 42], Эйрингом [43], или Бикки и Раусом [44, 45]. Уравнение Бикки — Рауса устанавливает связь между безразмерными реологическими параметрами ф/г н [c.34]

Проверка формулы Гриффита для силиконовых резпн была недавно сделана А. Бикки и Берри , которые ио формуле (IX. 17), используя экспериментальные значения модуля Юига Е и максимальной технической прочности з,., определяли свободную поверхностную энергию различных резин. При этом предполагалось, что резины имеют поверхностные диткротрещины размерами Со 10"3 см. Это предположение подтверждается экспериментальными данными зависимости прочностн от глубины надреза. Резина, не имеющая надрезов, характеризуется таким же значением прочности, которое получается при экстраполяции экспериментальной зависимости до длин надреза примерно Ю "- см. [c.240]

Следует различать два случая 1) разрыв и предельно орпентированпом состоянии (по сути дела, этот случай н рассматривают А. Бикки и Берри), когда нее цепн ориентированы и только один раз пересекают поперечное сечение образца, и 2) разрыв в нсорпеитированном состоянии, когда цепь может много раз пересечь сечение. [c.241]

Неприменимость формулы Гриффита для резин доказывается другими опытами тех же авторов. А. Бикки и Берри исследовали зависимость прочности силиконовых резин на разрыв от начальной глубины надреза Со и модуля Юнга Е (модуль изменяли, варьируя состав и количество активного наполнителя). По Гриффиту, прочность пропорциональна I/ I/ q и YE- А. Бикки ь зерри получили, что и —ВЕ, где А, В—константы. [c.242]

Орован [4.71, 4.72] и Ирвин [4.28] предложили для металлов формулу (4.32), где вместо а стоит характеристическая энергия разрушения Ок- Считалось, что в Ок. входит свободная поверхностная энергия и механические потери при пластическом деформировании зоны перенапряжения впереди растущей трещины. Из этого следует, что Ок должна зависеть от I, так как с увеличением длины растущей трещины скорость ее роста возрастает, а следовательно, возрастают и механические потери. Это обстоятельство делает формулу (4.32) некорректной. Между тем эту формулу часто применяют для расчета характеристической энергии разрушения по измеренной кратковременной прочности [4.28, 4.71—4.74]. В качестве примера можно указать на работу Берри и Бикки [4.73], где показано, что кратковременная прочность органического стекла подчиняется линейной зависимости <Тр = а—ЬТ. При расчете О , если считать, что 0р сго, получается, что Ок с повышением температуры уменьшается, тогда как известно, что механические потери полимера при этом возрастают. Несоответствие объясняется тем, что механизм разрущения является термофлуктуацион-ным, а не атермическим. Линейно понижающаяся температур- [c.93]

Согласно [5.7], разрушение полимеров выше происхо дит путем прорастания дефектов последавательно через все се чение образца. Таким образом, недостатком теорий Бикки и др является их отрыв от представлений и методов механики разру шения и математической теории трещин, неучет которых при водит к количественно неправильным результатам. Недостатком большинства теорий длительного разрушения, по мнению Берри [6.1], является то, что они предсказывают конечное время разрушения ненагруженного образца. [c.148]

Исходя из того, что УиЛгУо/2, где Уо — скорость распространения поперечных упругих волн, Бикки и Уайт [6.39] рекомен- [c.175]

Ривлин и Томас и др. для эластомеров применяли критерий Гриффита в виде формул Орована — Ирвина (4.38), где Ок — характеристическая энергия разрушения (энергия раздира). Как уже отмечалось, это уравнение не может быть строго обосновано, хотя и имеет определенный физический смысл. Поэтому исследовать зависимость энергии раздира от различных факторов, базируясь на формуле Гриффита — Орована — Ирвина можно лишь качественно. Но и этот вывод не подтверждается работой Бикки и Берри [7.96], в которой произведена прямая проверка применимости критерия Гриффита к эластомерам. Исследовалась зависимость разрывного напряжения сГр от модуля упругости Е и длины надреза /о. Было установлено, что эта зависимость имеет вид ар Е о, а не ор- /Е11о, как это следует из критерия Гриффита. [c.221]

В отличие от теорий, в которых дефектность материала не учитывалась, Бикки [7.102] и Хэлнии [7.103, 7Л04], предложили молекулярные теории разрушения эластомеров с учетом дефектов и неоднородностей материала. В результате были получены уравнения, описывающие временную зависимость прочности, в частности, сложный степенной закон. Однако существенным недостатком подхода Бикки и Хэлпнна является то, что, признавая существенную роль вязкости, они в своих уравнениях пе учитывают в явном виде вклад гистерезисных потерь. Кроме того, их уравнения сложны и не поддаются простой физической трактовке [7.89, с. 196—203]. Поэтому обратимся к экспериментальным результатам по исследованию временной и температурной зависимости прочности эластомеров. Уже первые исследования [7.98, 7.105] выявили значительное влияние временных эффектов иа прочность эластомеров. Для эластомеров между прочностью и скоростью деформации е наблюдается линейная зависимость характерная для релаксационных процессов [c.224]

В работах Патрикеева [6.11, 7.116—7.118] предложен молекулярный механизм разрыва эластомеров при кратковременных испытаниях, когда термофлуктуационные и вязкие процессы не успевают ярко проявиться. Особенностью теории Патрикеева является попытка учесть роль надмолекулярных структур в эластомерах — упруго растянутой пачки макромолекул. Он нред-лон ил схему перехода от молекулярных характеристик связей в цепях полимера к прочности образца в целом. Лишь небольшая часть упруго растянутых макромолекул образует непрерывную систему — прочный каркас, армирующий растянутый полимер. Напряжение, приводящее к разрыву, зависит от небольшого числа упруго растянутых макромолекул, образующих каркас, воспринимающий практически всю внешнюю нагрузку. Вот почему, но Патрикееву, прочность эластомеров не соответствует модели цепей с равномерно распределенной нагрузкой. В отличие от теории А. Бикки и Ф. Бикки и модели Куна, неравномерная нагрузка падает пе на отдельные полимерные цепи сшитого полимера, а на упруго растянутые пачки цепей. При этом температура и межмолекулярное взаимодействие существенно влияют па число упруго растянутых полимерных цепей. Каркасная связанность деформируемых полимеров играет существенную роль и в прочности стеклообразных и кристаллических полимеров. В концепции Патрикеева интересна попытка выявить структурные причины неравномерного распределения напряжений по отдельным элементам структуры в варианте кратковременной прочности, близкой к атермическому механизму разрушения. Кроме того, Патрикеев предложил характеризовать структуру полимеров вероятностью образования каркасных связей при деформировании и рассматривать каркасную связанность как условце жесткости и прочности полимеров. Хотя концепция Патрикеева не объясняет временные эффекты прочности, она представляет интерес как один из подходов, позволяющих учесть реальную структуру полимера. [c.227]

Изложейный кинетич. подход к разработке теории разрушения полимеров, развиваемый Г. М. Бартеневым с сотр., не является единственным. Существуют и др. теории П., напр, статистич. теория П. эластомеров, предложенная Ф. Бикки. Согласно этой теории, полимер рассматривается как сшитая сетка, в к-рой усилия распределяются по цепям статистически неравномерно. Разрыв участков цепей происходит при превышении критич. значения удлинения, к-рое определяется длиной участка. По мере повышения растягивающего напряжения этот процесс врастает и в конечном итоге приводит к разрушению образца. Основной недостаток статистич. теории в том, что в ней не учитывается образование новой поверхности при разрушении. [c.116]

Бикки сделал попытку учесть в рамках своей теории влияние диссипативных потерь с тем, чтобы описать зависимость прочности эластомеров от времени. В этом случае удается теоретически предсказать возможность применения принципа температурно-временной суперпозиции для анализа прочностных свойств эластомеров. Впоследствии Хейзел показал, что из теории Бикки следует интересное правило должна существовать линейная зависимость между величиной, обратной пределу текучести, и логарифмом времени де- [c.390]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология