ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Временная зависимость прочности и относительных удлине- ний при разрыве покрытий из "Физико-механические свойства полимерных и лакокрасочных покрытий " Внутренние напряжения, возникшие в покрытиях при их отверждении, при изменении температуры или в процессе старения, сохраняются длительное время. Поэтому для выяснения условий разрушения покрытий под действием внутренних напряжений необходимо располагать не только значениями прочности при кратковременных испытаниях, но и временными зависимостями прочности и относительных удлинений при разрыве. В первой части этого раздела изложены данные по исследованию временной зависимости прочности и относительных удлинений при разрыве полимеров, а во второй — полимерных и лакокрасочных покрытий. [c.72] При изучении прочности любых твердых тел весьма важным является установление закономерностей протекания процесса разрушения и природы сил, определяющих прочностные характеристики изучаемых тел. Сложность решения этих проблем для полимеров объясняется тем, что в полимерах под действием напряжений одновременно с развитием процесса разрушения развиваются значительные обратимые деформации. [c.72] Таким образом, был поставлен под сомнение критический характер разрушения полимерных волокон и показана возможность кинетического процесса их разрушения. [c.73] В дальнейших исследованиях было установлено, что прочность полимеров, древесины, силикатных стекол, металлов и других материалов существенно зависит от продолжительности действия нагрузки [3, с. 32 10 11 12, с. 47]. [c.73] Опыты показали, что зависимости 1 т = /(1/7 ) действительно являются линейными, а значения Е оказались равными 190 кДж/моль для полиамидного волокна, 120 кДж/моль для хлопкового волокна и 80 кДж/моль для вискозного волокна. Однако Буссе не придал большого значения этой константе. Дальнейшие же исследования показали, что эта константа имеет фундаментальное значение. Она тесно связана с природой сил, определяющих развитие процесса разрушения твердых тел, в том числе и полимеров. [c.73] Значительный вклад в изучение временной зависимости прочности твердых тел внесли работы Жур-кова с сотр., Бартенева с сотр. и др. [c.74] В работах [9, 15] при исследовании длительной прочности стекол было показано, что при напряжениях меньших критических происходит постепенное разрушение материала. Разрушение стекол обусловливается приложенными напряжениями и тепловыми флуктуациями, т. е. длительная прочность твердых тел обусловлена физической природой процесса разрушения, а не влиянием побочных факторов. [c.74] Изучение разрушения полиметилметакрилата и полистирола показало, что этот процесс протекает в две стадии — медленная и быстрая . Медленная стадия разрушения составляет основное время до разрыва образца. Высказано мнение, что на медленной стадии разрушения происходит разрыв связей полимера под действием тепловых флуктуаций, а приложенное напряжение препятствует их восстановлению. Когда напряжения на неразрушенной части образца достигают критической величины, образец разрывается мгновенно. [c.74] На основе экспериментальных данных Журков и Нарзулаев высказали предположение, что разрушение твердых тел под действием напряжений происходит при достижении критического напряжения не мгновенно, а постепенно, по мере накопления в образцах необратимых изменений, т. е. процесс разрушения носит не критический, а кинетический характер. [c.75] Уравнение (2.7) отражает общую температурновременную зависимость прочности твердых тел. Пред-экспоненциальный множитель то не зависит от механической и термической обработки для металлов и сплавов, а для полимеров — от пластификации, ориентации, молекулярной массы и химического строения. Все перечисленные факторы, воздействующие на структуру материала, оказывают влияние на коэффициент у. [c.75] Из приведенных данных видно, что в пределах точности измерения значения и.о и Е хорошо совпадают. Это совпадение, по-видимому, не является случайным и свидетельствует о единстве молекулярного механизма обоих процессов.. Тепловые флуктуации могут приводить к разрыву связей между отдельными атомами и молекулами. Вероятность разрыва связей определяется множителем [По — уо)/кТ. Растягивающее напряжение снижает начальный барьер-С/о на величину уо, тем. самым увеличивая вероятность разрыва связей, ответственных за прочность полимера. Чем сильнее напряжены макромолекулы, тем быстрее разрывается полимерное тело. При постоянной температуре с уменьшением растягивающего напряжения скорость разрушения падает и при о — О практически становится равной скорости деструкции полимера при данной температуре. [c.76] Количественное совпадение энергии активации механического разрушения полимера (/о с энергией его термодеструкции является подтверждением изложенных выше представлений о механизме разрушения полимеров. В случае действия напряжений концы разорванной макромолекулы удаляются друг от друга, что исключает возможность рекомбинации макрорадикалов. [c.76] Таким образом раскрывается физическое содержание коэффициентов то, у и. [c.77] Таким образом, энергия активации разрушения каучукоподобных полимеров не зависит от напряжения. [c.77] Таким образом, поскольку длительная прочность полимера существенно меньше его кратковременной прочности, полимерные изделия, подвергающиеся во время эксплуатации длительным нагрузкам, должны рассчитываться с учетом временной зависимости прочности. [c.78] Очевидно, что условие разрушения полимерных покрытий под действием внутренних напряжений должно рассматриваться с учетом временной зависимости прочности покрытия, так как внутренние напряжения длительное время воздействуют на материал покрытия. [c.79] Современная теория ползучести металлов рассматривает это явление как единый процесс. Влияние разрушения на деформацию ползучести либо совсем не учитывается, либо учитывается на последней стадии разрушения. [c.79] Алюминий, отожженный при 550 °С Алюминий, отожженный при 420 °С Платина. . . Никель. . . . Сплав алюминия с 2,3% меди. . . . Сплав алюминия с 4% меди. . . . [c.79] Из приведенных данных видно, qтo энергии активации и коэффициенты у и у1 процессов разрушения и квазивязкого течения совпадают. Авторы считают [22], что совпадение не является случайным и что между процессами разрушения и квазивязкого течения имеется тесная связь, вследствие которой скорость протекания одного из них определяется скоростью второго. [c.80] Так как величина т — это деформация, накопившаяся на второй стадии ползучести, то с помощью этой зависимости представляется возможным рассчитать время службы изделия при малых напряжениях, определив экспериментально значение т при больших напряжениях. [c.80] Вернуться к основной статье