ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ползучесть пластмасс, основанных на линейных аморфных полимерах из "Применение пластмасс в строительных конструкциях и частях зданий " После приложения силы к элементу, выполненному из вязкой пластмассы, в процессе ползучести складываются по меньшей мере два движения высокоэластическое деформирование молекул полимера, связанное с изменением их конформаций, и перемещение всей молекулы в целом в направлении действующего усилия, т. е. истинное течение. Каждое движение должно характеризоваться своим коэффициентом внутреннего трения, причем для линейной молекулы в первом случае он должен быть значительно меньше, чем во втором, так как вероятность перемещения части молекулы больше, чем вероятность перемещения всей молекулы. Таким образом, спектр времен релаксации вязкой пластмассы должен состоять минимум из двух членов. Количество членов спектра может увеличиться за счет наполнителя, если он способен к ползучести, а также и за счет неоднородности самого полимера. [c.43] Здесь Оо—фиксированное напряжение, приложенное при загружении. [c.43] Формулами (10) и (11) хорошо описываются опытные кривые ползучести вязких пластмасс, причем не только по форме, но и количественно. [c.43] Найденные таким образом значения коэффициента внутреннего трения истинного течения приведены в табл. 3. [c.44] Коэффициент внутреннего трения истинного течения этого образца т]1 (вторая строка табл, 3) составил 5,54 106 кГ сек1см . Величина обоих значений коэффициента практически совпала, как это и следовало ожидать. Элементарная частица битума не имеет цепного строения и изменение ее формы встречает такое же сопротивление, как и смещение частицы в целом. [c.44] На рис. 12 приводятся опытные кривые ползучести при сжатии цилиндрических образцов отвердевшего фенолформальдегидного клея КБ-3, полученные в лабораторных условиях. Выравнивание кривой (10) по опытным данным дало и здесь очень хорошее соответствие. [c.46] Отношение 111 11 равно здесь 80. При высокоэластическом состоянии полимера силы внутреннего трения истинного течения во много раз больше, чем силы внутреннего трения конфигурационного деформирования. [c.46] Примером полимера, имеющего нелинейную незатухающую ползучесть, является полиметилметакрилат (органическое стекло). На рис. 13 приведены кривые ползучести образцов поделочного органического стекла при изгибе, полученные Г. А. Соколовым. Аналогичный характер имеют кривые ползучести при сжатии. Из рис. 13 видно, что, несмотря на такое очень малое напряжение, как 25 кГ1см (3% от предела прочности), ползучесть образца 1 не прекратилась и не стала линейной по истечении 8-месячного срока. [c.47] Недостатком вязких пластмасс является их неограниченная ползучесть. Однако, если коэффициент внутреннего трения т)1 велик, а напряжение мало, применение их в несущих строительных конструкциях все же возможно, но при ограниченном сроке эксплуатации, в течение которого деформация, определяемая формулой (10), не выходит за допускаемые пределы. [c.47] На практике стремятся вязкие свойства материала сочетать с достаточной жесткостью и прочностью. С этой целью вязкий полимер комбинируют с упругим слоистым или волокнистым наполнителем так, чтобы сплошность обоих компонентов по объему элемента не нарушалась. Тем самым избегают неограниченной ползучести пластмассы, сохраняя в то же время достаточную пластичность. Механизм ползучести такой пластмассы можно представить следующим образом. [c.47] Пусть полная площадь поперечного сечения Р элемента изображается на оси абсцисс (рис. 14) отрезком ОО, а ее вязкий и упругий компоненты— отрезками ОС = тР и С О = —т)Р соответственно. Длительная прочность вязкой части равна нулю. Длительная прочность упругого каркаса равна его пределу прочности и изображается прямой СО. [c.48] Оо при достаточно большой скорости загружения изобразится прямой АВ. С течением времени в результате процесса ползучести внутренние усилия, воспринятые вязкой фазой при загружении, станут уменьшаться. При постоянстве внешней нагрузки они должны быть восприняты упругой фазой. Процесс ползучести вязкой фазы будет сопровождаться перераспределением нагрузки между вязкой и упругой фазами, причем доля загружения вязкой фазы будет уменьшаться, а упругой фазы увеличиваться. Процесс ползучести окажется затухающим даже и в том случае, когда вязкая фаза способна не только к конфигурационному, но и к истинному течению. [c.48] Сказанное здесь о модуле деформаций можно распространить и на чисто вязкие пластмассы, если у них сохраняется линейный характер зависимости деформаций от напряжений. [c.50] С помощью формулы (17) опытные кривые ползучести пластмасс, обладающих упругим каркасом, описываются весьма приближенно, особенно на первом этапе, когда деформация ползучести развивается, в основном, за счет высокоэластического деформирования, т. е. за счет изменения формы молекул, что условиями вывода формулы (17) не учитывается. Конфигурационное деформирование происходит здесь в условиях уменьшающейся нагрузки, т. е. по более сложному закону, чем принятый при получении формулы (9). [c.50] кроме истинного течения конфигурационного деформирования, привел к усложнению показателя степени экспоненциальной функции. Как уже указывалось, различие между коэффициентом внутреннего трения этих двух видов движения весьма существенно. [c.51] Формула (22) выражает все опытные кривые ползучести пластмасс, имеющих двухфазную структуру. К таким пластмассам относятся те пластмассы, для которых действительно условие (18), т. е. у которых при затухающей ползучести полная деформация зависит от нагрузки линейно. [c.51] В отличие от вязких пластмасс, пластмассы с упругим каркасом имеют затухающую ползучесть и конечное значение длительной прочности. Упругие и пластичные свойства сочетаются в них наиболее удачным образом. Такие пластмассы и находят наибольшее практическое применение в качестве конструкционных. [c.52] Чисто вязкие пластмассы за немногими исключениями применяются в основном в качестве тепло-, звуко-, пароизоляционных материалов в ограждающих конструкциях, а также вместе с другими материалами и конструкционными пласт.массами. [c.52] Вернуться к основной статье