Полимер прочность на разрыв

Прочность характеризует сопротивление материалов разрушению под действием внешних сил. Под разрушением полимера понимается разрыв его на части (нарушение сплошности), т. е. разрушение — процесс, приводящий к образованию новых поверхностей раздела . [c.280]

Опыты действия ВД+ДС на бензол показали, что в этих условиях имеют место сложные реакции. Как известно, бензол является простейшим представителем ароматических углеводородов, в котором шестичленное кольцо отличается большой прочностью разрыв бензольного кольца удалось осуществить такими мощными воздействиями, как ударные волны или радиационное излучение. Приложение весьма высокого давления не изменяет строения бензола. Если же подвергнуть бензол сжатию до давления 8 ГПа при 0°С (ниже температуры его плавления, равной 5,5°С) и провести сдвиговую деформацию, то происходит его полимеризация. Этот полимер является при комнатной температуре твердым веществом, темно-окрашенным, нерастворимым в обычных растворителях и разлагающимся при нагревании без плавления. Исследование данного соединения привело к выводу, что в результате действия ВД+ДС на бензол его кольцо раскрывается и образуется высокомолекулярное вещество с полиеновыми связями. Этот полимер сохраняет определенную реакционную способность, ибо при выдержке на воздухе отмечается его взаимодействие с кислородом. [c.227]

При мех. воздействии из-за неравномерного распределения напряжения по отдельным хим. связям в полимере происходит разрыв тех из них, к-рые испытывают нагрузки, близкие к их предельной прочности (см. Механохимия). Мех. напряжения м. б. следствием не только внеш. воздействия, но и возникать в материале в ходе его изготовления и послед, использования. [c.415]

В настоящей главе освещены вопросы, связанные только с прочностью полимеров на разрыв, так как другие виды разрушения еще мало изучены. Изучение прочности полимеров и факторов, влияющих на нее, очень важно с точки зрения отыскания путей уменьшения скорости возникновения и роста трещин или надрывов, что, в свою очередь, даст возможность резко улучшить механические свойства этих материалов и удлинить срок службы изделий, полученных из них. При этом необходимо учесть, что возможность практического применения полимерных материалов определяется не столько их стойкостью к разрушению, сколько их способностью сопротивляться большим деформациям, сильно искажающим форму полимерного изделия. [c.425]

Известно, что механические свойства полимеров (прочность, удлинение, эластичность и т. д.) в значительной степени зависят от средней молекулярной массы или средней степени полимеризации. Но кроме молекулярной массы на свойства волокон и пленок большое влияние оказывает их структурная организация, что отчетливо видно на примере водорастворимой ацетилцеллюлозы. Так, пленка ее имеет прочность на разрыв (9.8—10.8)-10 Н/м и удлинение при разрыве 15—20 %. Как видно, при сравнительно низкой степени полимеризации механическая прочность пленки довольно высока. Плевку из [c.165]

Ричардс [24], вероятно, первый установил влияние коротких боковых цепей на степень кристалличности полиэтилена и тем самым на физические свойства полимера. Он показал, что, хотя молекулярный вес и распределение по молекулярным весам оказывают лишь незначительное влияние на изменение степени кристалличности (чем короче цепь, тем меньше степень кристалличности), разветвление значительно способствует снижению кристалличности. Наличие коротких боковых цепей, влияя на кристалличность, тем самым может в определенной степени оказывать влияние на такие физические свойства, как модуль Юнга при растяжении, модуль при изгибе, температура начала текучести или твердость. Каждый из этих показателей зависит от степени кристалличности полимера. Прочность на разрыв, устойчивость к раздиру и морозостойкость в большей степени зависят от молекулярного веса и лишь незначительно от степени кристалличности. [c.250]

Многие полимеры состоят из очень длинных молекул. Такая форма молекул определяет ряд механических свойств изделий из полимеров прочность на разрыв, эластичность и температурный предел ее проявления, температурный предел текучести, прочность на многократный изгиб и т. д. [c.310]

Механической пластификацией называют иногда изменение межмолекулярного взаимодействия, которое происходит при различных видах механической обработки полимеров, т. е. при вытяжке, каландрировании, вальцевании и некоторых других операциях. При этом происходит ориентация цепей вдоль направления вытяжки и значительно повышается прочность полимера на разрыв в продольном направлении цепей, но уменьшается прочность в поперечном направлении. [c.58]

Рис. 109. Зависимость прочности линейного полимера на разрыв от степени полимеризации

Состояние и строение полимеров влияют на их свойства. Увеличение кристалличности сопровождается повышением физико-механических свойств полимеров (прочности на разрыв, теплостойкости), а увеличение аморфной части вызывает повышение эластичности полимера. [c.13]

Молекулярный вес является важнейшей константой высокомолекулярных соединений, в том числе и клеящих веществ. Молекулярный вес связан с величиной молекулы, и в первую очередь с ее длиной, от которой зависят механические свойства данного полимера прочность на разрыв, эластичность, прочность на многократный изгиб, температурный предел эластичности и текучести и др. Свойства растворов данного вещества, например вязкость, также зависят от длины молекулы. [c.13]

Величина Цо характеризует энергию связей, которые надо разорвать при разрушении материала. Для высокоориентированных волокон величины Уо колебались в пределах от 35 до 56 ккал/моль, что соответствует энергии химической связи. Это дало основание утверждать, что разрыв происходит по химическим связям [15, 16, 18]. При введении пластификаторов в волокнообразующие полимеры прочность волокна уменьшалась в 1,5 раза, а значение и о не изменялось. Это тоже свидетельствовало в пользу представлений, основывающихся на разрыве химических, а не межмолекулярных связей. [c.240]

В настоящей главе были освещены вопросы, связанные только с прочностью полимеров на разрыв, так как другие виды разрушения еще мало изучены. [c.323]

В этой связи следует отметить, что в ряде случаев значения физико-механических показателей полимеров, полученных ориентационной кристаллизацией из расплавов и растворов, приближаются к теоретически предсказанным. Теоретическая прочность высокомолекулярных соединений оценивается на основании вычисления работы разрыва макромолекул по линии главных валентностей при условии, что полимерные цепи плотно упакованы и ориентированы вдоль действия разрывного усилия. При этом длина макромолекул рассматривается как бесконечно большая, и разрыв полимера происходит при разрыве всех макромолекул, входящих в поперечное сечение образца. В результате таких расчетов оценивается теоретическая прочность полимеров (прочность при О К) сто, величина которой связана с предельно достижимой прочностью (прочностью при 25 °С) а следующим соотношением [48] [c.135]

Термопласт вещество от белого до желтоватого цвета не имеет вкуса, запаха и не проявляет какого-либо физиологического действия. Устойчив по отношению к действию воды, оснований, кислот (за исключением азотной кислоты), растворов солей, жиров и жирных масел неустойчив к действию галогенов, органических растворителей и минеральных масел. Обладает низкой электро- и теплопроводностью р = 0,92-0,97 г/см прочность на разрыв 185-290 кгс/см эластичен возгорается температура размягчения 110-135°С. Свойства сильно зависят от способа получения и могут изменяться при введении наполнителей, других полимеров и красителей. [c.216]

Термопласт бесцветное прозрачное вещество без запаха и вкуса, не проявляющее физиологического действия. Устойчив к действию воды, кислот, оснований и органических растворителей. Имеет низкую электро- и теплопроводность р = 1,08-1,09 г/см прочность на разрыв 300 кгс/см прочность на сжатие 1000 кгс/см . Хрупкий горючий температура размягчения 75°С. Свойства могут меняться при добавлении других полимеров, пенообразователей, пластификаторов и красителей. [c.216]

Полиэтилен, получающийся при низких давлениях, имеет большой молекулярный вес, более высокую температуру плавления, большую плотность и более высокую прочность на разрыв, однако уступает полиэтилену высокого давления по диэлектрическим свойствам и гибкости, вследствие присутствия в полимере остатков катализатора, что делает невозможным его использование в технике высоких частот. [c.320]

Для линейных полимеров довольно характерна представленная на рис. 214 зависимость прочности на разрыв от степени полимеризации Р. При малых Р прочность мала, но быстро возрастает при увеличении степени полимеризации от 100 до 300 и, начиная с Р, равного 400, остается почти постоянной. Это объясняется тем, что при малой величине молекул полимера для разрыва его приходится преодолевать только сравнительно слабые силы межмолекулярного притяжения (молекулы скользят одна вдоль другой, а при боль, шей длине цепей, вследствие рассмотренных выше особенностей [c.588]

С повышением температуры прочность на разрыв линейных полимеров обычно уменьшается. На рис. 215 показан характер этого влияния на прочность образца полиэтилена в интервале От —70 до -МОО°С (при расчете на первоначальное сечение образца). Следует учесть, что в интервале температур от 60 до 100°С у полиэтилена происходит сильное уменьшение степени кристалличности, что оказывает влияние на прочность образца. [c.589]

Среди прочих видов защиты на основе полимеров следует отметить применение эпоксидных смол, обладающих наилучшими адгезионными свойствами, позволяющими применять их для склеивания различных материалов. Полисульфидная модифицированная форма эпоксидов позволяет скреплять новый бетон со старым при прочности соединительного шва на разрыв больше, чем прочность хорошего бетона. Трещины в бетонном полу могут заделываться смесью щебня и эпоксидной смолы. Эпоксиды часто используются для покрытия полов. Наполненные абразивным материалом они образуют износостойкие не-прилипающие поверхности. [c.227]

Виды парных взаимодействий цепных сегментов (рис. 1.12) позволяют сделать вывод о том, что в отсутствие течения разрыв цепи и ее прочность определяют механические свойства полимеров. Действительно, имеется ряд наблюдений, подтверждающих данное предположение [c.21]

В заключение данного раздела можно сказать, что не столь уж очевидно, что нагружение и разрыв цепей определяют ползучесть неориентированных полимеров. Механизм размягчения (общий для всех линейных полимеров [122, 128]), обусловливающий переход от замедленной ползучести к ускоренной ползучести, обычно связан с сегментальным движением и изменением межмолекулярного притяжения, а не с уменьшением длины цепей или их прочности. Исследование образования свободных радикалов при ползучести неориентированных полимеров, выполненное Янсоном и др. [125], пока еще также неубедительно. С учетом примесных радикалов в ПВХ данные авторы получили значительное уменьшение скорости ползучести ( в 10 раз). Однако они утверждают, что нельзя отделять эффект стабилизации материала от эффекта его механического усиления [125]. [c.289]

С другой стороны, момент разрушения образца, т. е. разрушающее напряжение и удлинение при разрыве, не определяется одним только коэффициентом двойного лучепреломления Дп. Образцы с одинаковым Дп, ориентированные в различных условиях, могут разорваться на разных стадиях растяжения, хотя до момента разрыва одного из образцов диаграммы растяжения их полностью совпадают. Таким образом, по степени ориентации также невозможно однозначно определить прочностные характеристики ориентированных полимеров. Однозначную связь прочности и разрыв- [c.194]

Механодеструкция — деструкция полимеров под действием механических напряжений, возникает при механической переработке полимера (вальцевание, экструзия, измельчение, прессование, ка-ландрование и т. д.). Силы межмолекулярного сцепления макромолекул превышают прочность С = С-связи, поэтому при механическом воздействии на полимер происходит разрыв отдельных связей с образованием макрорадикалов. При механодеструкции в инертной атмосфере молекулярная масса снижается до которая определяется равенством энергии межмолекулярного взаимодействия и прочности наиболее слабой С —С-связи в полимере. Большое значение имеют вид механического воздействия, загрузка, температура, среда. [c.246]

Стойкость материалов при длительной эксплуатации (или в течение ограниченного срока) определяется в основном составом и химическим строением макромолекул, их стойкостью против деструктирующего действия тепловой энергии и кислорода воздуха. Так как первичный акт термического или термоокислительного разложения полимера — это разрыв связей, то их прочность, оцениваемая энергией связи, наиболее существенно влияет на стойкость полимерных молекул к деструкти-рующим воздействиям. Прочность макромолекул определяется прочностью наиболее слабого места, поэтому не все связи разрываются одновременно рвутся менее прочные по своей природе и ослабленные связи и на тех участках, на которых сосредоточена наибольшая кинетическая энергия. [c.80]

Одним ИЗ сравнительно новых способов обработки поверхности является механохимический [64]. Он основан на образовании свободных радикалов, возникающих при механической обработке поверхности в среде клея. При механической обработке поверхности полимера происходит разрыв макромолекул, что приводит к образованию микрорадикалов, время жизни которых составляет 10- —10- с. Образование радикалов, генерируемых в среде клея, предохраняет их от контакта с воздухом и друг с другом. По-видимому, в этом случае увеличение прочности соединений, склеенных эпоксидными клеями, происходит за счет радикальных процессов в зоне контакта и образования химических связей между макромолекулами субстрата и клея, В качестве подтверждения этого механизма в [78] приводятся данные о стабильности свойств соединений, подвергнутых такой обработке в условиях длительного хранения. [c.126]

Главное различие в прочностных свойствах полимеров с кристаллической и аморфной структурой рассмотрено в 1 и 2 гл. П. На прочность полимеров, кроме того, влияют плотность унаковки—одна из характеристик первичной структуры полимера, определяемая гибкостью (или жесткостью) цепей, и межмолекулярные взаимодействия цепных молекул. Например, по Ла-зуркину рыхло упакованные каучуки (СКБ, СКС) при низких температурах в стеклообразном состоянии обладают лучшими прочностными свойствами, чем плотно упакованные каучуки (НК, бутилкаучук, полихлоропрен). У рыхло упакованных полимеров температурный интервал вынужденной эластичности необычайно широк (около 100 °С), ВТО время как у плотно упакованных полимеров хрупкий разрыв наблюдается лишь на 20—25 С ниже температуры стеклования. Дипольные и водородные межмолекулярные связи повышают хрупкую прочность полимера и поэтому понижают температуру хрупкости. Это особенно четко [c.131]

Отмечается большое значение реакций сшивания в технологии пластмасс . В области аминопластюв проведены работы по выяснению химической структуры сшитых смол и ее влияния на технологические и прочностные свойства полимеров (прочность на разрыв, ударную вязкость, модуль эластичности) , а также диэлектрические свойства аминопластов > (последние две работы касаются свойств анилино- и анилинофеволформальде-гидных смол). Ряд работ посвящен физическим, механическим, химическим и электрическим свойствам анилиновых смол и пластмасс > > антиадгезионным свойствам аминопластов . [c.351]

Так как исследуются предельные характеристики полимеров — прочность и разрывные удлинения, то необходимо определить и область вынужденной эластичности этих пленок. Разрывные диаграммы, полученные при различных температурах, приведены на рис. 2.36. Пленки ПХВ при температурах до 10 °С обнаруживэют вынужденно- ластический, а при более низких температурах —хрупкий разрыв. Пленки [c.97]

Тип реакции разложения существенно влияет на направление изменения свойств полимера. Например, разрыв цепей понижает предел прочностн при растяжении и изгибе, тогда как образование поперечных связей в определенных пределах повышает прочность и делает материал нерастворимым и неплавким. [c.13]

Рассчитывая и для разных значений разрывных напряжений, удалось установить линейную зависимость IУ=/( Tp), что псзво-лило графически определить свободный член 1/ и угловой коэффициент у. Естественно, что определение этим способом значений Оо н у возможно только при неизменности структуры материала, т. е. неизменности значения 7. Для ряда волокон были определены значения (/ . Величина характеризует энергию связей, которые надо преодолеть при разрушении материала. Для высокоориентированных волокон величины колебались в пределах от 35 до 56 ккал моль, что соответствует энергии химической связи. Это дало основание С. Н. Журкову утверждать, что разрыв происходит по химическим связям [17, 19, 22]. При введении пластификаторов в волокносбразующие полимеры прочность волокна уменьшалась в 1,5 раза, а значение Uf не изменялось. Это тоже свидетельствовало в пользу представлений, основывающихся на разрыве химических, а не межмолекулярных связей. Однако все эти доказательства относятся к предельно ориентированным полимерам, в которых силы межмолекулярного взаимодействия, суммируясь по длине макромолекул, превосходят прочность хи.мической связи между звеньял и одной цепи. В этих условиях рвется наиболее слабая химическая связь, которая и определяет, в основном, прочность полимера. Если же полимер не находится в предельно ориентированном состоянии, то разрушение происходит по границе раздела надмолекулярных образований. Суммарное противодействие разрыву сил межмолекулярного взаимодействия сравнимо с противодействием сил химических. [c.238]

При повышении температуры, когда время релаксации становится еще меньше, хрупкий разрыв уступает место вынужден-ноэластическому разрыву. Появление такого разрыва объясняется тем, что с ростом температуры предел вынужденной эластичности Ои снижается быстрее, чем хрупкая прочность Стхр (рис. 87). При температуре хрупкости Гхр кривые о р — Т и сГв — Т пересекаются. Если деформация образца происходит при температурах, превышающих Гхр, то предел вынужденной эластичности достигается раньше ст р. Экспериментальные значения Т р, так же как в случае Ттек и Тст, зависят от скорости приложения нагрузки. При достаточно больших скоростях хрупкое разрушение может иметь место выше Тхр (найденной для меньших скоростей), и наоборот, если деформация осуществляется медленно, то вьшужденноэластический механизм наблюдается ниже Тхр. В тех случаях, когда трещины растут быстрее, чем развивается вынужденноэластическая деформация, образец испытывает хрупкий разрыв. И наоборот, если скорость вынужденноэластической деформации больше, микротрещины сглаживаются вследствие релаксации напряжения и становятся менее опасными. Во втором случае растяжение вызывает ориентацию макромолекул, что приводит к упрочнению полимера. Поэтому разрыв происходит при больших удлинениях с образованием шейки (вынужденноэластический разрыв). [c.319]

Производство полипропилена. Полипропилен превосходит все известные в настоящее время карбоцепые полимеры по термостойкости —170°С, высокой ударной вязкости, прочности на разрыв по диэлектрической прочности и химической стойкости он аналогичен полиэтилену. [c.326]

При описании процесса разрушения автор использует следующие термины ослабление (failure), т. е. накопление нарушений, разрушение (fra ture), т. е. образование трещин, и разрыв тела на части (rupture). При этом ослабление является процессом физико-химических превращений в полимере, приводящих к образованию трещин, а физический процесс их разрастания к конечному результату — механическому эффекту потери прочности.— Прим. ред. [c.19]

Одним из первых приложений теории был расчет течения и диффузии жидкостей, выполненный Гласстоуном, Лайдлером и Эйрингом [43]. Благодаря оригинальной потоковой концепции, представлению о термическом перескоке молекул через энергетический барьер появились различные теории разрушения твердых тел. В качестве основных факторов, влияющих на прочность. Тобольский и Эйринг [44] учли суммарный разрыв вторичных связей, а Журков [45—47] и Буше [48—50] — суммарный разрыв основных связей. Значительное число экспериментальных данных по этому вопросу было учтено в известных монографиях по деформированию и разрушению полимеров Бартенева и Зуева [51], Эндрюса [52] и Регеля, Слуцкера и Томашевского [53]. Ссылка на данные работы обязательна, если используется информация относительно влияния времени и температуры на разрушение полимеров различного состава и структуры при различных внешних условиях нагружения. [c.76]

Исторически первые эксперименты со свободными механорадикалами с использованием метода ЭПР были выполнены в институте им. Иоффе в Ленинграде в 1959 г. [1] на размолотых или раздробленных полимерах, причем образцы исследовались после завершения процесса разрушения. Для объяснения влияния параметров структуры и условий нагружения на кинетику образования свободных радикалов под действием напряжения необходимо изучить поведение высоконапряженных цепей в процессе их нагружения методом ЭПР. Как подчеркивалось в гл. 5, заметное упругоэнергетическое деформирование цепи можно получить лишь в том случае, если цепь не может сама снять свое напряжение путем изменения конформации или проскальзыванием в поле приложенных одноосных сил. Наоборот, механический разрыв цепи должен указывать, что в момент разрыва не только были достигнуты осевые напряжения ф, равные прочности цепи 1 )с но и что подобное состояние сохранялось в течение времени, равного средней долговечности Тс сегмента цепи. [c.187]

ПА-6 в спектр кислотных радикалов Бекман и Деври установили, что 50 % всех повреждений происходят в слое толщиной менее 0,6 мкм от поверхности. Оставшиеся 50 % цепных радикалов получены на глубине до 3 мкм от поверхности. С учетом морфологии деградирующих полимеров, механики процесса измельчения и подвижности первичных свободных радикалов можно представить пространственное распределение вторичных радикалов. В данном случае с точки зрения прочности кристалла, по-видимому, маловероятно вытягивание и разрыв отдельных цепей ПА. Как уже рассматривалось в гл. 5, цепь ПА-6, уложенная в кристаллите более чем на 1,7 нм своей длины, будет скорее разрываться, чем вытягиваться из кристаллита. Вытягивание из поверхности разрушения целых микрофибрилл будет происходить с весьма большой вероятностью и сопровождаться разрушением межфибриллярных проходных цепей с образованием повреждений в поверхностном слое на глубине до 1 мкм. Это особенно важно для сильной пластической деформации материала перед растущей поверхностью разрушения. Перемещение свободных радикалов, конечно, вносит свой вклад в углубление слоя со следами повреждения. Тем не менее глубины поврежденного слоя, полученные в подобных экспериментах, действительно совпадают с нижними пределами размеров частиц, получаемых при механическом повреждении материала. Это свидетельствует о том, что повреждения могут вызываться механически вплоть до указанных выше глубин. [c.209]

Совершенно ясно, что роль нагружения цепи и ее разрыв будут совсем разными для трех механизмов, определяющих прочность полимера. В данной книге неоднократно утверждалось, что способность цепных молекул нести нагрузку становится более эффективной, если ориентация цепи и межмолекулярное притяжение вызывают постепенное накопление больших напряжений вдоль оси цепи и препятствуют проскальзыванию последней и образованию пустот. Именно по этой причине высокоориентированные волокна полимеров наиболее удобны для изучения нагружения цепи и ее разрыва. В гл. 7 были рассмотрены экспериментальные результаты образования механорадикалов и их преобразование. В отношении феноменологических представлений о процессе разрушения в литературе мало разногласий. В первом разделе данной главы будет рассмотрен наиболее спорный вопрос о возможном влиянии разрыва цепи и реакций радикалов на предельную прочность. [c.227]

Высокая стойкость полисилоксанов к действию окислителей при высоких температурах объясняется прочностью силоксановых связей. Под влиянием повышенной температуры и кислорода происходит не разрыв макромолекулярных цепей, а отщепление углеводородных радикалов с образованием летучих низкомолекулярных органических веществ и соединение образовавшихся макрорадикалов. Укрупнение макромолекул затрудняет дальнейшую диффузию кислорода в глубь полимера, вследствие чего процесс деструкции замедляется. Термическая стойкость полиорга-носилокоаиов убывает в зависимости от характера замещающих радикалов, связанных с атомами кремния, в следующем порядке [c.485]

Вад набухания зависит от прочности межмолекулярных связей в полимере и энергии сольватации. Тек, дяя линейного полимера рвбота, которую нужно затратить на разрыв слабых ван-дер-вааль-совш сил, меньше, чем энергия сольватации. Поатому в этом случае набухание будет неограничен1шм. Бкли же в полимере имеются химические связи между макромолекулами, то энергии соль- [c.64]