Разрушение стеклообразных полимеров

Бартенев Г. M. Природа временной зависимости прочности и механизм разрушения стеклообразных полимеров выше температуры хрупкости.— Высокомолекулярные соединения, т. АП, № 10, с. 2341—2347. [c.419]

В последнее время все большее внимание исследователей привлекает рассмотрение разрушения стеклообразных полимеров с позиций принципа температурно-временной суперпозиции [129, 431, 750] в то же время разрушение эластомеров довольно хорошо изучено и кратко обсуждается в следующем разделе. [c.46]

При хрупком разрушении стеклообразных полимеров на поверхности разрушения образуется характерный рисунок в виде парабол. Однако параболы не всегда образуются при хрупком разрушении стеклообразных полимеров. Если полимерное стеклообразное тело способно к вынужденно-эластической деформации при умеренной скорости воздействия силы и если элементы надмолекулярной структуры в таком теле связаны между собой достаточно прочно, то при быстром механическом воздействии может происходить хрупкое разрушение с образованием парабол на поверхности разрушения (рис. У.27). Если же элементы надмолекулярной структуры в полимерных стеклах связаны между собой слабо, то хрупкое разрушение наблюдается как при больших, так и при малых скоростях воздействия силы, и не только при низких температурах, но и при высоких. В этом случае параболы на поверхности разрушения не образуются картина этой поверхности не имеет признаков каких-либо правильных линий (рис. У.28). [c.432]

Таблица 3. Удельная поверхностная энергия разрушения стеклообразных полимеров

ФАКТОРЫ. РЕГУЛИРУЮЩИЕ РАЗРУШЕНИЕ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛИМЕРОВ [c.182]

К аналогичным выводам пришел Г.М.Бартенев, анализируя природу временной зависимости прочности и механизм разрушения стеклообразных полимеров при температуре выше температуры хрупкости [26]. [c.252]

Уравнение (4.37) было экспериментально подтверждено для целого ряда полимеров полиэтилметакрилата, полистирола, полиамида 6, полиамида 6,6, ацетата целлюлозы, поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена и др. Рассмотрим в качестве примера результаты исследования волокон из ацетата целлюлозы. На рис. 4.18 прямые, отвечающие различным температурам, сходятся в одной точке, которой соответствует а = Чем ниже температура эксперимента, тем круче прямые в области, близкой к -200 °С, они становятся параллельными оси ординат. Это означает, что в области низких температур разрушающее напряжение не зависит от времени приложения нагрузки и, в этом смысле, может рассматриваться как константа. Из изложенного ранее следует, что в этой области обычно имеет место хрупкое разрушение стеклообразных полимеров. [c.173]

В первой части данного раздела были рассмотрены частично кристаллические полимеры (ПЭВП, ПП, ПА). Не меньшее внимание в литературе уделяется морфологии поверхности разрушения стеклообразных полимеров. Во многих исследованиях трещин серебра для объяснения их роста и разрушения материала [76—177] используется фрактография. Фрактографиче-скне исследования процессов разрушения ПС описаны в работах [106, 115, 132, 150, 155, 169, 9, 194, 199], ПММА —в работах [61, 66, 197, 200], ПВХ —в работах [198, 208] и ПК — в работе [196]. [c.397]

Общей особенностью практически всех поверхностей разрушения стеклообразных полимеров являются остатки слоев с трещинами серебра. При низких скоростях роста обычных трещин разрыв трещин серебра, как правило, происходит в центре материала, содержащего такие трещины, при сохранении более или менее однородного слоя с каждой стороны поверхности разрушения [15, 50, 150, 194, 199]. При промежуточных и высоких скоростях роста обычных трещин в ПС прп комнатной температуре становится возможным расслоение по поверхности раздела трещины серебра — матричный материал. Бихан и др. [150] более подробно исследовали данное явление на рис. 9.25 показана их микрофотография (довольно редкого) случая обычной трещины, которая распространялась с промежуточным значением скорости, а затем остановилась в области с трещинами серебра. Микрофотография позволяет выявить расслоение сильно деформированного материала с трещинами серебра по поверхности раздела, а также чередование такого расслоения между противоположными поверхностями раздела. Регулярное [c.397]

Разрушение стеклообразных полимеров. Стеклообразные полимеры прн температуре, близкой к О К, находятся в хрупком состоянии и разрушаются по атермическому механизму. Поведение таких материалов описывается теорией Грнффита, Кратковременная прочность заниснт от модуля упругости и характе- [c.328]

Повышенно прочности (л в 10 раз) при переходе от сфере-литиой к фибриллярной структуре связано со значительной ориентацией макромолекул в фибриллярных кристаллах. Еще в большей мерс проявляется роль ориентации при разрушении стеклообразных полимеров ( (охрупкие стекла) в области температур Т цр<Т Тс, где прочностные свойства определяются способностью материала образокывать шейку . В этом случае [c.345]

В простейшей форме теория Гриффита пренебрегает каким-либо вкладом в энергетический баланс за счет кинетической энергии, связанной с движением трещины. Поэтому многие исследователи считали, что изучение хрупкого разрушения стеклообразных полимеров должно оказаться наиболее успешным, если принять меры для обеспечения столь малой скорости роста трещины, чтобы рассеивалось минимальное количество энергии. С учетом этого Бенбоу и Рэслер [8] предложили методику разрушения, согласно которой плоские полоски полимера раскалывались по длине при постепенном распространении трещины вплоть до середины образца. [c.319]

Было высказано предположение [32] о двухстадийности процесса разрушения стеклообразных полимеров, а именно вначале формируется тонкий слой материала, содержащий микротрещины, и затем микротрещина растягивается вплоть до разрастания ее в макроразрыв. [c.327]

Если принять /р = 16н-21 кДж/моль, то при Гд = 10" с и а-> О время разрушения будет 10 —10 с. Совершенно очевидно, что такая величина не играет практически никакой роли в общем времени разрушения материала в растворителях. По-видимому, суммарное время при псевдохрупком механизме разрушения стеклообразных полимеров в достаточно сильных растворителях будет определяться временем поверхностного проникания растворителя к вершине разрушающей микротрещины [см. уравнение (1У.20) и временем объемной диффузии Тд молекул растворителя в разрушающийся микрообъем полимера. Время диффузии растворителя с поверхности микротрещин в микрообъем можно оценить по формуле [c.156]

Систематические исследования характера поверхности разрушения стеклообразных полимеров проведены Камбуром Модификация материала на этой поверхности захватывает области, толщина которых может достигать нескольких микрон. В результате этих исследований определены форма и размеры трещин серебра для ряда полимеров, величины предельных упругих деформаций внутри трещин, объяснена роль тепловых эффектов в процессе их роста и т. д. Сведения о модификации материала на поверхности разрушения, топографии этой поверхности и других сопутствующих явлениях можно найти также в работах 8-84 [c.432]

Поверхности разрушения полимеров могут обладать определенными свойствами, которые отражают, как сказано выше, процесс разрушения. Типичная поверхность разрушения стеклообразного полимера (на примере полиметилметакрилата) показана на рис. . На представленной здесь поверхности разрушения, полученной при растяжении образца, подготовленного согласно стандарту ASTM различные участки, составляющие поверхность. [c.188]

Было проведено изучение окраски, возникающей на поверхности разрушения стеклообразных полимеров, главным образом, полиметилметакрилата. В большинстве случаев окраска связана со специфическими следами разрушения. Обнаружили, что цвета, возникающие на двух поверхноетях разрушения, являются дополнительными. Они выцветают под влиянием времени, выдержки в растворителе и в некоторых случаях при выдерживании в вакууме. Причиной возникновения окраски является наличие поверхностного слоя, в котором в процессе разрушения происходит молекулярная ориентация и который имеет плотность и показатель преломления, отличающиеся от плотности и показателя преломления основного матер иа.ца. [c.232]

Г. М. Бартенев [38] рассмотрел природу временной зависимости прочности и механизм разрушения стеклообразных полимеров выше температуры хрупкости. Им получены экспериментальные данные, свидетельствующие о наличии двух различных семейств прямых lg Тр=/(ар) для полимеров. Одно семейство параллельных прямых было получено для полиметилметакрилата при низких, а другое — при высоких температурах. На основании этого Г. М. Бартенев сделал вывод, что имеет место переход от низкотемпературного термофлук-туационного механизма с групповым разрывом цепей к высокотемпературному термофлуктуационному механизму с последовательным разрывом отдельных полимерных цепей по С. Н. Журкову. При этом предэкспоненциальный множитель в уравнении [c.269]

Разрушение стеклообразного полимера происходит в результате разрыва химических связей в макромолекуле. Следовательно, прочность полимера прежде всего определяется энер гией химических связей. Наблюдае.мые обычно значительно более низкие значения показателей прочности по сравнению с теоретически рассчитанными по энергии химических связей объясняются неоднородностью распределения механических напряжений в аморфном полимере. Эта неоднородность вызвана неупорядоченным расположением макромолекул и наличием дефекгных участков. Поскольку механическое воздействие на стеклообразный полимер вызывает в нем не только упругие, но и вынужденноэластические деформации (релаксационные по своей природе), скорость приложения нагрузки часто оказывает решающее влияние на прочность. При очень малой скорости нагружения отдельные участки макромолекул успевают ориентироваться в силовом поле, что приводит к снижению не равномерности распределения напряжения и повышению сопро тивления полимера приложенной нагрузке. [c.38]

Методы ЭПР и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей были применены для исследования деформации двухфазных полимеров, а именно, ударопрочного полистирола, сополимера акрилонитрила с бутадиенстиролом (АБС-пластика) и стеклообразных полимеров, таких, как полистирол и сополимер полистирола с акрилонитрилом [541 ]. Исходя из данных, полученных при исследовании этих полимеров, были сделаны выводы о том, что в процессе разрушения типичных стеклообразных полимеров разрывается значительно меньше, чем 10 цепей на 1 г (ниже предела чувствительности метода ЭПР) разрушение затрагивает небольшие области с пониженным сопротивлением, так же как пучки концов цепей, не входящих в петли, и сегменты цепей, лежащие перпендикулярно растягивающему напряжению [1052, рис. 5] разрывы цепей не являются определяющим фактором в разрушении стеклообразных полимеров. [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология