ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизмы деформирования и разрушения эластомеров из "Избранные нелинейные задачи механики разрушения " Эластомеры, как и другие полимерные материалы, представляют собой длинные гибкие цепеобразные молекулы, связанные между собой случайными поперечными связями (сшивками). В качестве примера представим цепную молекулу полиамида-6 в невытянутом состоянии с произвольно выделенными сегментами (рис. 1.34) [92]. Па обведенной вставке рисунка показано основное звено цепной молекулы. Относительное положение атомов и часть объема, занятая ими в цепи, проиллюстрирована моделью Стюарта для сегмента полиамида (рис. 1.35). [c.68] Число сегментов в макроскопических частях эластомера достаточно велико, поэтому эластомеры можно рассматривать как макроскопически однородную систему. Для изучения свойств систем из большого числа частиц эффективно использовать подходы термодинамики и статистической физики. Описание поведения эластомера с этих позиций основано на том, что реализуемость его микроскопического состояния носит вероятностный характер. Наиболее вероятными микросостояниями являются состояния термодинамического равновесия. Вероятностное поведение эластомера, как и всякой термодинамической системы, отличает его от детерминированного поведения, рассматриваемого в классической механике. Покажем, что в термодинамическом смысле физическая природа упругости эластомеров отличается от традиционных материалов, например, металлов, и связана прежде всего с изменением энтропии, а не внутренней энергии твердого тела [63, 72, 249]. [c.70] Таким образом сила / зависит от изменения внутренней энергии и энтропии, вызванной изменением расстояния между концами молекулярной цепи. Однако Трелоар [249], анализируя результаты опытов Джи по растяжению резины из натурального каучука, пришел к выводу, что изменение внутренней энергии имеет второстепенное значение и равно нулю при изотермическом растяжении эластомеров (в частности резины) до деформации 100 % при постоянном объеме. Следовательно, энтропийная природа упругого поведения деформируемых эластомеров принципиально отличает их от металлических материалов, упругое поведение которых имеет энергетическую природу, обусловленную изменением внутренней энергии при деформировании. В то же время, в области больших деформаций при растяжении наблюдают специфические различия эластомеров в изменении внутренней энергии между ними [249]. Возможно, эти различия возникают в результате действия сил между частично вытянутыми молекулами, приводящие к местным изменениям структуры эластомера. [c.71] Вернуться к основной статье