Эластичность релаксационный характер

Релаксационный характер деформации полимеров оказывает влияние на многие механические, диэлектрические и другие свойства их. Так, при периодически действующей внешней силе деформация полимера в условиях, когда время релаксации значительно, будет в той или другой степени запаздывать по сравнению с действием силы. В результате этого при короткопериодических (высокочастотных) воздействиях полимер проявляет более высокий модуль упругости (точнее — модуль эластичности), а следовательно, и меньшую эластичность, чем при постоянно действующей силе. [c.581]

Одно из важнейших свойств полимеров — высокая эластичность— отсутствует у низкомолекулярных веществ, металлов, кристаллических тел (обладающих упругостью). Она отличается от упругости прежде всего порядком величины, а также релаксационным характером явления. [c.309]

В основе современной теории эластичности каучука лежат представления о молекулярно-кинетическом строении каучука. Теория эластичности раскрывает механизм эластических деформаций, устанавливает причины релаксационного характера этих деформаций. Сущность современных представлений о молекулярно-кинетическом строении каучука заключается в том, что молекула каучука состоит из молекулярных звеньев, обладающих способностью изменять свое взаимное расположение благодаря непрерывному вращательному и колебательному движению вокруг простых связей. Вследствие непрерывного хаотического теплового движения молекулярных звеньев молекулы каучука находятся не в растянутом, а в свернутом состоянии, как это изображено на рис. 15 (стр. 82), форма молекул при этом все время меняется. [c.101]

Учитывая релаксационный характер механич. свойств полимерных материалов, необходимо достаточно строго соблюдать временной режим испыта-н и й. Обычно постоянную скорость взаимного перемещения рабочих органов испытательной машины выбирают так, чтобы продолжительность испытания составляла 0,5—2 мин. Поскольку различные виды пластмасс сильно отличаются по максимально возможным дефо])-мациям, что особенно проявляется при растяжении, устанавливают несколько постоянных скоростей испытания, напр. 1, 5, 25, 50, 100, 500 mm muh при растяжении, чтобы охватить весь диапазон материалов — от хрупких до эластичных. [c.441]

Сущность этих явлений тесно связана с релаксационным характером высокой эластичности. [c.171]

При постепенном увеличении напряжения (рис. 55) зависимость г— (а) выражается кривой 1 (кривая нагружения). Если, не доводя напряжения до разрывного, начать постепенно разгружать материал, то зависимость г=Ца) выражается кривой 2 (кривая разгружения). Опыт показывает, что кривые нагружения и разгружения не совпадают при одних и тех же значениях напряжения величина деформации, развивающейся при возрастании напряжения, всегда меньще, чем при его убывании. На графике зависимости деформация—напряжение это явление выражается в образовании петли между кривыми I и 2, которая называется петлей гистерезиса. Из рисунка видно, что после полной разгрузки образец не возвращается к своей первоначальной длине. Это означает, что в образце остается какая-то остаточная деформация (отрезок, отсекаемый на оси деформаций). Происхождение этой остаточной деформации раньше объясняли процессами течения, успевшим развиться за время цикла. Высокоэластическую деформацию, действительно, очень трудно отделить от деформации течения (стр. 207), однако наличие гистерезисной петли не всегда свидетельствует о необратимости перемещения цепей часто она возникает вследствие релаксационного характера высокой эластичности. [c.171]

Вынужденная эластичность, так же как и высокая эластичность, зависит от скорости деформации, что указывает на ее релаксационный характер. Чем больше скорость деформации, тем больше напряжение, вызывающее максимальную вынужден- [c.229]

Температурная зависимость предела вынужденной эластичности при разных скоростях деформаций представлена на рис. 90. Из этого рисунка видно, что величина зависит не только от температуры, но и от скорости приложения напряжения, т. е. виден релаксационный характер вынужденной эластичности. Прямая о в =/(7 ) пересекается с осью абсцисс в точке, соответствующей температуре стеклования полимера. При этой температуре 0в=О. т. е. в образце уже при малых напряжениях развивается высокоэластическая деформация. [c.230]

Вынужденная эластичность, так же как и высокая эластичность, зависит от скорости деформации, что указывает на ее релаксационный характер. Чем больше скорость деформации, тем больше напряжение, вызывающее вынужденную эластичность. Это означает, что предел вынужденной эластичности с увеличением скорости деформации повышается. Эмпирическая завнсимость между 0в и скоростью деформации v имеет следующий вид [c.184]

РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ХАРАКТЕР ЭЛАСТИЧНОСТИ [c.202]

Релаксационный характер эластичности 203 [c.203]

Релаксационный характер эластичности 205 [c.205]

Обратный процесс сокращения происходит по другому пути (рис. 79), так что кривая сокращения лежит под кривой удлинения. Вместе с тем образец и после полного удаления растягивающего груза не восстанавливает первоначальной длины. Сохраняется то, что носит название остаточного удлинения. Остаточное удлинение — одно из проявлений релаксационного характера эластичности каучука, а также является следствием пластичности, в той или другой мере свойственной сы- [c.212]

Специфичность поведения каучуков при деформациях обусловлена их высокой эластичностью. В основу современных теорий эластичности положено представление о релаксационном характере деформаций высокополимеров - Возникновение в отдельных молекулах механических напряжений, достаточных для их деформации или разрыва при воздействии малых внешних сил, вызывается резко неоднородным раснределение.м напряжения в микрообластях каучуков и вулканизатов. Неравномерное распределение напряжений характерно для различных деформационных режимов, однако наиболее сильно оно проявляется при многократных дефор> ациях, когда релаксация не успевает реализоваться в течение одного цикла деформации и поэтому в материале все время поддерживаются некоторые постоянные градиенты напряжений. [c.204]

Изменяется несколько и сам характер диаграмм а — е при последовательных деформированиях (рис. 40) [114] уменьшается длина линейного участка па деформационных кривых, условно характеризуемая параметром Да, и увеличивается длина нелинейной части кривой а—6 до достижения Овэ- Эти факты, как и данные, приведенные на рис. 28 и 38, однозначно свидетельствуют об увеличении релаксационных характеристик густосетчатого полимера при выдерживании его под нагрузками, близкими к пределу его вынужденной эластичности, и ослаблении его с ростом времени нагружения. Однако, несмотря на это, начальный статический модуль упругости Е возрастает по мере последовательных деформирований образца (см. табл. 11). [c.237]

Релаксационная прир.ода высокоэластической деформации была впервые раскрыта П. П. Кобеко, А. П. Александровым и Ю. С. Лазуркиным, показавшими взаимосвязь между временным характером изменения размера образца эластичного полимера и особенностями его строения. [c.166]

Природа эластической деформации всегда связана с изменением формы макромолекул, и поэтому эластическая деформация встречается только у полимерных тел, составленных из молекул огромной длины. Возможность изменения формы макромолекул объясняется определенной свободой вращения отдельных групп относительно валентных связей в главной цепи полимера (при сохранении валентных углов и длин этих связей). Идеальная эластичность совершенно не связана с изменением внутренней энергии и имеет чисто энтропийный характер (подробно об этом см. в гл. 7). Отсюда — ярко выраженный комплекс релаксационных явлений, приводящий к постепенному развитию высокоэластической деформации и медленному ее исчезновению после снятия нагрузки. [c.105]

Следует рассмотреть диаграмму напряжение — деформация для волокои, находящихся в области II, т. е. между точками и Т . Если для области I (ниже Г р) типична прямая пропорциональность деформации напряжению, а удлинение образца при разрыве очень мало (в пределах не более 1—2%), как это видно из рис. 12.11 (кривая 1), то для области// зависимость деформации от напряжения приобретает сложный характер (кривая 2). Начальный участок кривой 2 отражает деформацию упругого характера, но с увеличением а начинают проявляться эффекты вынужденной эластичности, в результате чего е увеличивается уже не пропорционально а, а быстрее. Наконец, достигается такое положение, при котором скорость релаксационной перестройки полимера (скорость вынужденной эластической деформации) становится равной скорости деформирования нити и рост напряжения прекращается. Д.гя многих полимеров это связано со значительной внутренней перестройкой. В этой области напряжений и деформаций на нити возникает шейка и происходит некоторый спад напряжения. Когда весь материал перейдет в шейку, начинается новый подъем напряжения, обусловленный ориентационными процессами в волокне. При достижении предела прочности материала происходит разрыв нити. В некоторых случаях (главным образом у волокон из целлюлозы и ее эфиров) шейка не образуется и зависимость о — е передается кривой 3 (рис 12.11). [c.291]

Высокоэластическая деформация, как и упругая, обратима, однако ее полное развитие несколько отстает от момента приложения нагрузки, а исчезновение происходит не одновременно со снятием напряжения. Это явление обусловлено релаксационным характером высокоэластической деформации. Макромолекулярные цепи не успевают изменить свою форму мгновенно с изменением нагрузки. Поэтому, в отличие от упругой деформации, высокоэластическая зависит от длительности приложения нагрузки и частоты смены зпакопере.менного напряжения. При одинаковой температуре материал, эластичный в случае редкой смены напряжения, кажется жестким при частой смене напряжения. [c.41]

Температурная зависимость предела вынужденной эласгичности прн разных скоростях деформаций представлена на рис. 90. Из Этого рисунка видно, что величина Ов зависит не только от темпе ратуры, но и от скорости приложения напряжения, т. е. виден релаксационный характер вынужденной эластичности. Прямая Тв = (7 ) пересекается с осью абсцисс в точке, соответствующей [c.213]

Температурная зависимость продела вынрклекной эласгичности при разных скоростях деформаций представлена на pi . 90. Из Этого рисунка видно, что велачина ста зависит ие только от температуры. но н от скорости приложения напряжения, т. е. виден релаксационный характер выпуждскной эластичности. Прямая Ов=/(7 ) пересекается с осью абсцисс в точке, соответствующей [c.213]

Следует заметить, что механизм разрушения одного и того же полимера может быть различным в зависимости от того, в какой области температур испытывается образец. Например, ниже температуры хрупкости большинство полимеров могут испытывать разрушение, протекающее как по атермическому (гриффитовскому), так я по термофлуктуационному механизму разрушения. Вблизи ОК, где тепловое движение, по-видимому, не играет большой роли и не влияет на кинетику роста микротрещии, разрушение полимеров иредставляет собой атермический процесс. При более высоких температурах (но не выше Гхр), когда тепловые флуктуации определяющим образом влияют на долговечность, разрушение полимеров представляет собой термофлуктуа-ционный цроцесс. В случае твердых полимеров ири температурах Тхр<Т<Т0 возможен как термофлуктуаци-онный, так и релаксационный механизм разрушения. Последний связан с образованием трещин серебра и возникновением вынужденно-эластических деформаций. Явление вынужденной эластичности, природа которого была выяснена Александровым [21], заключается в том, что под действием больших напряжений аморфный полимер, находящийся в стеклообразном состоянии, способен испытывать большие деформации. Остаточная деформация, возникшая в полимере, сохраняется, если он находится в стеклообразном состоянии, но исчезает, если его нагреть выше ТВ работах Александрова [21] и Лазуркина [22] было показано, что вынужденная эластичность имеет релаксационный характер. Долговечность полимера, находящегося в области температур, в которой возможна вынужденно-эластическая деформация, будет определяться в основном временем, н течение которого трещины серебра распространятся на значительную часть образца. [c.301]

К группе полимеров БД—ТДИ весьма близки по характеру поведения и свойствам полимеры с жестким блоком БОЭФП—ТДИ. Они также характеризуются наличием на кривых эластичности релаксационного перехода, отвечающего смешанной фазе, и отмеченными выше закономерностями. Однако наряду с этим основным переходом проявляется небольшой низкотемпературный переход, относящийся к гибкому блоку. Его появление связано, по-видимому, с несколько меньшей, чем в предыдущем случае, совместимостью гибкого и жесткого блоков, обусловленной как иной химической природой составляющего жесткий блок диола, так и объемной структурой его молекулы, способствующей понижению плотности упаковки (разрыхлению) цепей. С последним обстоятельством, вероятно, связаны более низкие значения эластичности в минимуме для основного релаксационного перехода и отсутствие достаточно хорошо сформированных микрообластей жесткого блока — температура перехода этих полимеров в вязкотекучее состояние самая низкая. [c.64]

Большие деформации твердых полимеров носят вынуж-денно-эластический, релаксационный характер, т. е. их величина и предел вынужденной эластичности в сильной степени зависят от скорости деформации. Твердые полимеры с высоким молекулярным весом обладают довольно широким температурным интервалом вынужденной эластичности и хрупко разрушаются только при низких температурах. [c.241]

Основные черты релаксационных явлений. Релаксационный характер эластичности каучука проявляется во влиянии времени или скорости деформации на величину деформации или усилия. При деформации каучука происходит сложная перегруппировка гибких цепных молекул, связанная с преодолением сил взаимодействия между ними. Поэтому такая перегруппировка не может происходить мгновенно, а требует определенного времени, тем большего, чем больше энергия взаимодействия молекул и чем меньше энергия их теплового движения. Поэтому если в простых низкомолекулярных жидкостях молекулы изменяют свое положение за время порядка сек., то изопентеновые группы каучука требуют для изменения своего положения уже около 10 сек. Это увеличение времени обусловлено меньшей подвижностью звена цепи по сравнению с молекулой тех же размеров (влияние химической связи звена с соседними звеньями своей цепи). Время, необходимое для перегруппировки большего количества звеньев полимера, должно быть, естественно, еще больше и достигает иногда многих месяцев. [c.202]

Гистерезис, наблюдающийся при деформации каучука и вулканизатов, может быть объяснен тремя причинами 1) релаксационным характером высокой эластичности, благодаря чему имеется отставание (по времени) изменения деформации от изменения усилия 2) структурными изменениями, в частности превращением аморфного каучука в кристаллический 3) наличием необратимых пластических деформаций, при которых имеет место скольжение элементов структуры друг относительно друга. Сложность явления обна- юо руживается, в частности, при на-блюдении за изменением оста-точного удлинения, которое мо- [c.215]

Как известно, вынужденная эластичность имеет место в тех случаях, когда напряжение достигает определенного значения, называемого пределом вынужденной эластичности, т. е. когда скорость вынужденно-эластической деформации, носящей релаксационный характер, становится равной общей скорости деформации. Предел вынужденной эластичности (напряжение, при которохм [c.190]

Процессы студнеобразования носят релаксационный характер, поэтому со временем растет число межмолекулярных контактов (увеличивается плотность остова ), что может вызвать выпрессовку части растворителя на поверхность студня (сннерезис). Характерной чертой студней является определенная механическая прочность и эластичность, в этом отношении они напоминают аморфные полимеры. С повышением плотности остова возрастает механическая прочность студня, но снижается его эластичность. Студнеобразование является обратимым процессом, при повышении температуры пространственная сетка, взаимодействующих макромолекул разрушается, и система вновь становится жидкой и текучей. [c.71]

Аналогично зависимости скорости релаксации напряжения от числа последовательных релаксаций при напряжениях, равных авэ, аномальный характер имеет и зависимость самой величины предела вынужденной эластичности от порядкового номера кривой деформирования при последовательных циклах нагружение до предела вынужденной эластичности, разгрузка, снова нагрун<ение до предела вынужденной эластичности и т. д. вплоть до разрушения образца. Как и следует ожидать, при подобных последовательных циклах нагружения до Овэ и разгрузки вследствие накапливающихся разрывов напряженных межузловых цепей релаксационная способность полимера возрастает, что проявляется в монотонном снижении с каждой последующей деформацией величины предела вынужденной эластичности, рассчитанной на фактическое сечение с учетом изменения сечения образца из-за остаточных деформаций (табл. 11). [c.237]

За последние два десятилетия подробно изучены многие свойства полимеров в аморфном состоянии. Исследования советских ученых вскрыли особен-пости этого состояния, проявляющиеся в комплексе релаксационных явлений, возникновении высокоэластического состояния, рыхлости молекулярной упаковки полимеров, непьютоповском характере вязкого течения, вынужденной эластичности застеклованных полимеров. Было показано, что все эти особенности свойств полимеров тесно связаны с цепным строением их моле- [c.77]

Выявлено, что в ряде растворов с увеличением концентрации аномальная вязкость увеличивается тем больше, чем хуже растворитель. Аномальная вязкость и реологические характеристики — предельное напряжение сдвига, модули упругости и эластичности, вязкости релаксационная и эластическая — зависят от природы растворителя и концентрации пластификатора. От природы растворителя зависит также область перехода от разбавленных к концентрированным растворам, характер влияния пластификаторов и изменение реологических характеристик Механические свойства полиэтилена высокого и низкого давлений, сополимеров этилена и пропилена и его смесей (прочность при растяжении, твердость, модуль упругости при растяжении и сдвиге, удлинение при разрыве, удельная ударная вязкость, деформационная прочность и др.) чрезвычайно важны для установления режимов переработки и эксплуатации. Детально исследованы вязкоупругие свойства расплавов полиэтилена, важные для процессов переработки литьем под давлением, экструзией, шприцеванием и т. п. i92i-i935 [c.273]

Релаксационные переходы были ранее обнаружены Лазуркиным [34] при изучении температурных зависимостей предела вынужденной эластичности сТвэ для ряда полимерных стекол. Оказалось, что вблизи температуры стеклования (на несколько десятков градусов ниже ее) значения Овэ начинают быстро уменьшаться и становятся равными нулю при Те. Таким образом, на температурной зависимости Овэ наблюдается излом, свидетельствующий о резком ускорении релаксационных процессов. Причину этого излома Лазуркин объяснил появлением в данной области температурной зависимости энергии активации релаксационного процесса, которая уменьшается с повышением температуры. Это и приводит, по мнению Лазуркина, к уменьшению времени релаксации, а значит, к ускорению процесса релаксации напряжения. Следовательно, область стеклообразного состояния еще до перехода к температуре хрупкости можно подразделить по крайней мере на два подсостояния, в которых характер релаксационных процессов различен. То же самое было обнаружено Бартеневым [35, 36] при исследовании температурно-временной зависимости прочности ряда систем в широком интервале температур. Оказалось, что при переходе из одного подсостояния в другое изменяются не только значения долговечности, но и характер зависимости долговечности от напряжения. [c.89]

Наибольшее влияние на Тс резины оказывает структура исходного каучука и значительно меньшее— ее изменение при переработке и вулканизации. Процесс стеклования имеет рела[ксационный характер, поэтому те особенности структуры, благодаря которым увеличивается скорость релаксационных процессов и повышается эластичность, способствуют также и улучшению морозостойкости. [c.170]

Увеличение запаса адгезионной и когезионной прочности покрытий путем регулирования релаксационных процессов на границе полимер — подложка позволяет значительно повысить долговечность покрытий. Было установлено [116], что эластичные грунтовки способствуют увеличению морозостойкости покрытий, а более жесткие грунтовки (например, стеаратные)—понижению морозостойкости. Однако большинство исследований, направленных на выявление влияния природы подложки, грунтовок и порозаполнителей на свойства и долговечность покрытий, носят визуальный характер. Применение метода изучения внутренних напряжений позволило оценить роль этих модификаторов подложки в определении свойств и долговечности полимерных покрытий. Как видно из рис. 3.7, грунтовки на основе карбамидоформальдегидной смолы и порозаполняющий состав КФ-1 с соотношением жидкой и твердой фазы 1 0,7 ухудшают адгезию покрытий и снижают их долговечность. При использовании составов КФ-1 (с соотношением жидкой и твердой части 1 1) и КФ-2 внутренние напряжения понижаются значительно больше адгезии, которая оценивалась по величине предельных критических напряжений, вызывающих самопроизвольное отслаивание покрытий при определенной их толщине. Показано [117], что применение указанных порозаполнителей позволяет значительно увеличить долговечность полиэфирных по- [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология