Каучук деформация высокоэластическая

Резина — продукт, получаемый при смешении каучука с наполнителями и другими ингредиентами с последующей вулканизацией. Вулканизацию применяют для придания резине механической прочности, высокой эластичности и стойкости к растворителям. Свойства резины определяются свойствами и относительным количеством основных компонентов (каучука, серы, наполнителей, противостарителей и т. д.), режимом изготовления резиновых смесей, степенью и способом их вулканизации. Так, эластичность резины зависит от количества присутствующей в ней серы, в связи с чем резина подразделяется на мягкую (2— 8% серы), средней твердости (12—20% серы) и повышенной твердости (25—60% серы). Добавка газовой сажи способствует повышению прочности резины, а добавка пластификаторов — повышению ее морозостойкости. Резине свойственна упругая (высокоэластическая) деформация, пределы практически обратимой деформации резины в 20—30 раз больше чем у стали. Ее способность к упругим деформациям зависит от температуры. Высокой объемной упругостью резина напоминает жидкость. [c.39]

Резина как технический материал отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку — главному исходному компоненту резины. Она способна к очень большим деформациям (относительное удлинение достигает 1000 %), которые почти полностью обратимы. При нормальной температуре резина находится в высокоэластическом состоянии и ее эластические свойства сохраняются в широком диапазоне температур. [c.482]

Реологические уравнения состояния, полученные и исследованные в предыдущих главах, являются, по-видимому, простейшими уравнениями, пригодными для описания напряжений, возникающих в упругих телах и жидкостях при конечных деформациях. Есть все основания полагать, что уравнения каучукоподобного тела, на самом деле, отражают свойства каучука и других полимеров в высокоэластическом состоянии (ср. главу 10). Однако до сих пор мы не располагаем достаточно проверенными данными для того, чтобы подтвердить или опровергнуть аналогичное утверждение относительно уравнений высокоэластической жидкости, приведенных в главах 6 и 7. Рассмотренные уравнения позволили проиллюстрировать большое разнообразие реологических эффектов и установить некоторые связи, существующие между ними. Важной особенностью изучаемого предмета является богатство и разнообразие мыслимых и возможных экспериментальных исследований, проведение которых может в свою очередь привести к строгой проверке и уточнению теорий. [c.202]

Участок / кривой соответствует упругим деформациям, при которых формально зависимость деформации от напряжения подчиняется закону Гука. Участок II характерен тем, что малым изменениям напряжения соответствует большой рост деформации, называемой высокоэластической. Высокой эластичностью или эластичностью называют способность тела к большим обратимым деформациям (например, натуральный каучук способен обратимо увеличивать свою длину при растяжении в 10—15 раз). На этом участке модуль упругости меняется в зависимости от величины напряжения. [c.11]

Следует иметь в виду, что зависимость высокоэластической деформации от частоты имеет серьезное практическое значение [2]. У некоторых полимеров, например каучуков, при переходе от статических воздействий к динамическим с частотой порядка 100—1000 циклов в минуту происходит смещение значений деформации, соответствующее понижению температуры на 20— 40° С. Это значит, что резина, обладающая при статических воздействиях высокоэластичностью до —50° С, может оказаться в случае динамических воздействий твердой и хрупкой уже при —20° С. [c.37]

Точка Тхр является температурой хрупкости. При температуре ниже Тл-р полимер становится хрупким, т. е. разрушается при очень малой величине деформации. Разрушение происходит в результате разрыва химических связей в макро.молекуле (например, для полиметилметакрилата Т< = 100° С, Тхр=+ 0°О, для полистирола Т, = 100° С и r.ip = 90° С, для поливинилхлорида Тс = = 81°-С, Т р = — 90° С для резины на основе натурального каучука Тс = — 62° С, Тхр = — 80° С). С повышением температуры увеличивается энергия теплового движения молекул, и когда температура становится достаточной, чтобы проявилась гибкость молекул, то полимер переходит из области / в область //. Небольшие напряжения вызывают перемещение отдельных сегментов и их ориентацию в направлении действующей силы. После снятия нагрузки молекулы в результате действия меи<молекулярных сил принимают первоначальную равновесную форму. Высокоэластическое состояние характеризуется значительными обратимыми деформациями (сотни процентов), в этой области развиваются упругая и высокоэластическая деформации Около точки кроме упругой и высокоэластической деформации, возникает и пластическая. [c.395]

Представление о резине как конструкционном материале может быть составлено при изучении особенностей ее высокоэластической деформации. Деформация высокомолекулярных материалов (каучука, резины, различных волокон и других) под действием приложенных внешних сил — это следствие длительности, повторности, частоты и температуры. Высокоэластическая деформация, свойственная резине, зависит от гибкости и длины молекулярных цепей каучука, от величины внутри- и межмолекулярных взаимодействий. При этом проявляется свойственная высокомолекулярным материалам способность принимать различные физические состояния стеклообразное при низких, высокоэластическое при комнатных и вязкотекучее при высоких температурах. [c.8]

Исследование высокоэластической деформации каучука и резины как обратимого изотропного процесса при малых скоростях нагружения приводит к установлению зависимости напряжение — деформация в так называемых равновесных условиях. Однако переход резины из исходного (недеформированного) состояния в конечное (деформированное) происходит постепенно, и в конце наблюдения в деформированном образце равновесие еще не наступает. [c.9]

Рассматривая равновесную высокоэластическую деформацию резины как явление ориентации цепей молекулярных звеньев каучука в силовом поле, Бартенев [38] предложил для одноосной деформации растяжения резины как частный случай теорий о механическом поле напряжений следующее равенство [c.22]

Свойства высокомолекулярных соединений в значительной степени определяются формой и расположением их макромолекул. По форме макромолекул высокомолекулярные соединения разделяют на линейные, разветвленные и пространственные. Линейная форма макромолекул обеспечивает максимально упорядоченную структуру вещества, поэтому соединения, имеющие линейную структуру макромолекул, характеризуются высокой прочностью, значительной упругостью и способностью к высокоэластическим деформациям. К пластмассам с линейной структурой относятся натуральные и искусственные каучуки, целлюлоза, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и т. д. [c.3]

Линейные полимеры обладают особым видом упругой деформации — высокоэластической, отличающейся от гу-ковской упругой деформации тем, что расстояния между элементарными частицами не изменяются. Вместе с тем, резко различны и показатели, характеризующие упругую деформацию по закону Гука и упругую высокоэластическую деформацию. Например, упругая деформация стали приблизительно равна 0,1 %, каучука — около 1000%. Однако модуль упругости стали (20 00J кПмм ) больше модуля упругости.каучука в 10 —10" раз. [c.39]

С гибкостью макромолекул полимеров связаны многие свойства полимеров обратимая высокоэластическая деформация, достигающая десятков сотен процентов, ползучесть. Наиболее четко высокоэластич-ность проявляется в резинах и каучуках. [c.218]

Неориентированные кристаллиты при Т <Т аморфной фазы способствуют повыщению хрупкости полимеров и понижению их прочности. Хрупкость полимеров при -этом может быть обусловлена напряжениями в аморфных областях, вызванными образованием кристаллитов, дефектами типа пустот в процессе кристаллизации или же тем, что кристаллиты могут являться концентраторами напряжений. Кроме того, возможны другие причины хрупкости кристаллических полимеров. Как известно, полимеры кристаллизуются в виде пластинчатых кристаллов — ламелей, образуемых цепями в складчатых конформациях. Ламели связаны между собой проходными цепями [73—77]. Концы цепей и нерегулярности в макромолекулах образуют аморфные области между ламелями, поэтому проходных цепей, соединяющих кристаллические слои, обычно немного, что обусловливает повышение хрупкости и понижение прочности кристаллических полимеров при Т < Т . Если аморфная составляющая находится в высокоэластическом состоянии, присутствие кристаллической фазы влияет на диаграмму напряжение — деформаций полимера /совсем по-другому. При увеличении степени кристалличности от нуля до высоких значений диаграммы напряжение — деформация изменяются от кривых, характерных для невулканизо-ванных каучуков, до кривых, характерных для резин, и, наконец, до кривых, характерных для жестких материалов с резко выраженным пределом текучести. При очень высокой степени кристалличности, особенно при наличии крупных сферолитов, такие полимеры часто разрушаются как хрупкие тела [57, 78—84]. [c.166]

Особенно велико значение Р. у полимеров (б. ч. пластмасс, каучуков, волокон, кожи и т. п.), состоящих из длинных гибких цепных молекул, построенных в свою очередь из меньших элементов — звеньев. Вследствие такой двухступенчатой структуры (цепь—звено) при нагружении взаимное расположение цепных молекул и их звеньев, ввиду значительной длины этих структурных элементов, требуют значительного времени Р., в то время как изменение формы гибких ценных молекул происходит значительно быстрее. В деформированных и напряженных полимерах вытянутые и ориентированные при нагружении пучки молекул постепенно изгибаются и скручиваются, что приводит к запаздыванию деформаций относительно изменения напряжений и к явлениям Р, Р. полимеров сильно зависит от темп-ры, уменьшаясь как при ее повышении (в полностью развитом высокоэластическом состоянии), так и при очень низких темп-рах (в стеклообразном состоянии), наибольшее проявление Р. полимеров наблюдается в промежутке между двумя указанными темп-рными интервалами. [c.137]

К эластомерам относятся материалы, проявляюгцие высокоэластическое поведение, такие, как каучуки, резины, тер-моэластопласты, полиуретан и др. Под высокоэластическим поведением понимают способность сильно упруго деформироваться под действием сравнительно небольших внешних напряжений и восстанавливать свою форму после снятия нагрузки. Обратимые упругие деформации эластомеров могут достигать нескольких сотен процентов, а величина модуля упругости не превышает 10 МПа. Типичная диаграмма растяжения резины приведена на рис. 1.33. Кроме того, эластомеры относительно несжимаемы. Это свойство обусловлено тем, что деформация эластомеров не связана с изменением расстояния между атомами, а, следовательно, и с изменением плотности материала. [c.68]

Наибелее ярко высокоэластические деформации проявляются у эластомеров (каучуков и резин), хотя в некоторой степени они проявляются и у пластических масс, определяя (наряду с де рмациями е л) их релаксационные свойства. Более подробно природа высокоэластической деформации описана в работах [14, [c.105]

Линейная теория изотропной вязкоупругой среды относится к твердым телам со свойствами, которые в области малых деформаций весьма близки к свойствам полимерных материалов натурального и синтетического каучуков, аморфных полимеров с малыми и большими молекулярными весами, полимеров в композиции с другими волокнами и других. В зависимости от температуры для этих материалов характерны стеклообразные состояния при низких температурах, когда они почти идеально упруги, и высокоэластические состояния при повышенных температурах, когда они значительно деформирутся при малых напряжениях и имеют сильно выраженные временные свойства (релаксации, ползучести). Таким образом, все промежуточные состояния относятся к области практически распространенных температур. Теория относится и к другим телам как приближенно аппроксимирующая их peo-номные свойства. [c.242]

Модуль упругости. Материалы, обладающие (наряду с упругой) высокоэластической деформацией — каучук, резина, некоторые пластмассы, а также текстильные изделия, способные к большим обратимым деформациям, — показывают линейную зависимость между напряжением и деформацией в весьма небольших пределах начальных деформаций. В целом, у этих материалов зависимость напряжение — деформация н елинейна и обычно не монотонна. Следовательно, такие материалы, как не подчиняющиеся закону Гука, нельзя охарактеризовать одним постоянным значением модуля продольной упругости Е, рассчитываемым из отнощения напряжения к деформации. На нелинейном участке модуль упругости материала можно определить в дифференциальной форме. [c.14]

Каучуки и резины принадлежат к классу полимерных материалов, называемых эластомерами. При нормальных температурных условиях эластомеры обладают резко выраженной способностью к высокоэластическим деформациям, природа которых определяется гибкостью длинноцепных макромолекул каучукового полимера, обусловливающей возможности различного пространственного расположения (конфигураций) макромолекул [1] в поле действия механических нагрузок. [c.5]

Многие из перечисленных факторов обусловлены деформационными свойствами каучуков и резиновых смесей. Так, общее сопротивление деформированию в заданных условиях южет быть оценено эффективной вязкостью текущего материала как отношением напряжения к скорости деформации, а расход — объемной скоростью течения. Способность сохранять приданную форму определяется составом деформации идеально сохраняется приданная форма у материала, обладающего только необратимой деформацией. Однако такой материал не имеет наиболее ценных для резины высокоэластических свойств. Практически соотношение обратимых и необратимых деформаций в резиновой смеси должно быть таким, чтобы до вулканизации смесь была по-возможпости максимально перерабатываемой (что означает заметную долю необратимой и уменьшение доли обратимой деформации), а после вулканизации обладала удовлетворительными высокоэластическими свойствами (т. е. способностью к практически полностью обратимым деформациям). Для получения удовлетворительных высокоэластических свойств вулканизата необходимо уменьшить долю необратимой деформации в исходной невулканизованной резиновой смеси. Таким образом, выбирается некоторое оптимальное соотношение обратимой и необратимой деформаций. Наличие обратимой деформации приводит к эластическому восстановлению после переработки (разгрузки и отдыха переработанного материала), или к так называемым усадке (уменьшению длины вдоль направления предшествовавшего растяжения) и разбуханию (увеличению длины в направлении предшествовавшего сжатия). [c.56]

В работах [129, 169] исследовались реологические свойства резиновых смесей при плоско-параллельном сдвиге и растяжении. Между данными приборов найдена определенная корреляция, однако она нар тпается в случае кристаллизующихся каучуков (НК). В [125] показано, что быстрое растяжение НК вплоть до 600% дает практически полностью обратимые высокоэластические деформации при растяжении имеет место кристаллизация, существенно повышающая внутреннее трение. Так, если растяжение сопровождать охлаждением, каучук сохраняет остаточную деформацию в этом состоянии он называется рекунг-каучуком ( задубевшим ), однако это кажущаяся остаточная деформация, так как нагрев ускоряет восстановление первоначальной длины и снимает кристаллизацию. [c.64]

Количественные эмпирические закономерности кинетики разрушения были получены преимущественно для режимов ползучести (для этого же случая развиты и обосновывающие их теории) в жестких застеклованных полимерах, разрушающихся при небольших деформациях, опыты обычно проводились при заданной нагрузке (постоянном условном напряжении) для высокоэластических материалов (каучуков и вулканизатов) в связи с большими деформациями режим постоянства так называемого истинного напряжения о обеспечивался применением специальных корректировочных приспособлений [4, 210, 462, 463], принцип действия которых основывается на предположении о неизменности объема материала при деформации. В этом случае для простого растяжения условное (рассчитанное на единицу начального поперечного сечения образца 5) растягивающее напряжение / = связано с истинным напря- [c.187]

Смещению кордшнура при нагреве в процессе вулканизации способствует также релаксация высокоэластической деформации, которая возникает в процессе каланд-рования резиновой смеси. Для резин эластичного слоя на основе наиритов с целью предотвращения смещения кордшнура эффективной является замена 20—30 вес. ч. наирита на равное количество бутадиенового каучука. При введении СКД в резиновую смесь снижается величина высокоэластической деформации и замедляется время ее релаксации. [c.56]

Высокоэластическое состояние. Полимеры, находящиеся при комнатной темп-ре в высокоэластич. состоянии, наз. эластомерами. При растяжении типичного эластомера (рис. 2) в области пе очень больших (100—200%) удлинений (/ на рис. 2) а = Ее (Е — модуль высокой эластичности). Если в этой области остановить растяжение, то при постоянной деформации напряжение постепенно уменьшается до практически постоянного равновесного значения — происходит релаксация напряжений, ускоряющаяся при повышении температуры. Отношение равновесного напряжении к имеющейся деформации наз. равновесным высокоэластич. модулем полимера. Для многих эластомеров этот модуль пропорционален темп-ре (модуль упругости низкомолекулярных тел медленно уменьшается с температурой). При удлинениях 200—700% (область II на рис. 2) наклон кривой уменьшается, что связано с кристаллизацией ориентированного каучука, сопровождающейся распрямлением молекулярных цепей в направлении растяжения. При дальнейшем растяжении (область III на рис. 2) наклон кривой резко возрастает кристаллизация достигает наибольшей возможной ве.дичины и дальнейшее удлиненно идет с растяжением кристаллических и сильно ориентированных аморфных областей. Дальнейшее нагружение в случае невулканизованного каучука приводит к накоплению необратимых деформаций — развивается вязкое течение. [c.221]

В высокоэластическом состоянии деформация полимера под влиянием постоянной нагрузки весьма значительна сначала с повышением температуры деформация увеличивается, а затем, по достижении определенного предела, становится постоянной (см. рис. I). В этом состоянии полимер ведет себя как эластичное тело, деформация которого достигает 1000% (например, каучук) после снятия нагрузки деформация исчезает постепенно в течение некоторого времени, различного для разных видов термопласюв. Изменение формы тела в этом, состоянии обусловливается перемещением отдельных звеньев цепных молекул, [c.13]

Высокоэластнческие деформации. Каучук и каучукоподоб-иые материалы способны к очень большим упругим деформациям, превышающим во много раз первоначальную длину. Такие деформации принято называть высокоэластическими (термины эластичность и упругость представляют собой синонимы). Природа упругости каучука и других высокополимерных материалов принципиально отличается от природы упругости металлов. Молекулы высоко-полимеров имеют форму цепей, образованных повторением одной и той же группы атомов, связанной валентными связями. Каждая связь допускает определенную кинематическую свободу, поэтому це-пеобразная молекула связывается в клубок. Среднее расстояние между концами молекулы значительно меньше, чем ее длина в растянутом состоянии, если на тело не действуют внешние силы. Под действием силы молекулы вытягиваются, а после снятия нагрузки каждая из них стремится вернуться в исходное состояние, которое является наиболее вероятным. [c.178]

Специфика полимерных материалов состоит в том, что большинство из них может находиться в нескольких агрегатных состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. В первую группу входят полимеры, неспособные к растяжению и большим упругим деформациям, например полистирол. Ко второй группе относятся материалы, способные к обратимым деформациям, типа каучука и резины. Третью группу составляют пластические полимеры, обнаруживающие текунесть под нагрузкой, например низкомолекулярный полиизобутилен. Необходимо [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...