Полимеры деформация высокоэластическая

Существенную роль в описании свойств аморфных полимеров играет диаграмма деформационно-прочностных состояний (рис. 4.93). Как уже отмечалось, в зависимости от температуры аморфный материал находится в одном из трех физических состояний стеклообразном (на рис. 4.93—область упругих деформаций), высокоэластическом (на рис. 4.93 — область высокоэластических деформаций) и вязко-текучем (на рис. 4.93 — область необратимых деформаций). На рис. 4.93 изображены предельные напряжения, т. е. напряжения, при которых материал разрушается — по-разному в разных температурных областях. Все температурные границы смещаются к высоким температурам с увеличением скорости деформации (в особенности при ударе) и уменьшением продолжительности действия нагрузки. Проследим за поведением материала в каждой из температурных областей, рассматривая соответствующие диаграммы напряжений [c.341]

Оба условия должны соблюдаться безотносительно к тому, неподвижен ли материал или подвержен деформации, имеющей свою предысторию. Условие 1) дает хорошее приближение к действительному поведению растворов полимеров (и жидкостей вообще), твердых полимеров в высокоэластическом состоянии ). Оно, однако, не применимо к газам, которые исключаются из нашего рассмотрения. Условие 2) может потребовать специального пояснения и обоснования. [c.97]

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]

Полиэтилен принадлежит к полимерам, обладающим высокоэластической деформацией. [c.46]

В высокоэластическом состоянии полимеры под действием небольших усилий подвергаются значительным обратимым деформациям. Высокоэластическое состояние характерно только для полимеров. Оно обусловлено способностью длинных цепных молекул непрерывно изменять свою форму благодаря большой их гибкости. [c.12]

В кристаллических полимерах, в которых объем аморфной фазы достаточно велик, заметны деформации, связанные с характером тепловых движений звеньев, находящихся в аморфной фазе. При нагреве выше температуры стеклования аморфной фазы (но значительно ниже температуры плавления кристаллической фазы) полимер становится высокоэластическим. Используя высокую гибкость молекул полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии, можно медленным растяжением придать отдельным участкам молекул большую упорядоченность, повысив этим его прочность в направлении ориентации. [c.15]

Принято различать три вида физического состояния полимеров вязкотекучее, высокоэластичное, стеклообразное. Для деталей трения применяют полимеры в высокоэластическом и стеклообразном состояниях. Особенность высокоэластического состояния - вязко-упругие деформации при сравнительно малых усилиях. Стеклообразное состояние характеризуется большей жесткостью и значительно меньшей способностью к эластическим деформациям. [c.149]

Обширные экспериментальные исследования, проводившиеся в области реологии полимеров в течение последних 10 лет, позволяют утверждать, что большинство полимеров в условиях переработки обладает свойствами аномально-вязких неньютоновских жидкостей [65]. Полимерам в этом состоянии присуща способность к высокоэластическим деформациям. Существование аномалии вязкости полимеров требует определения функциональной зависимости между эффективной вязкостью и скоростью сдвига (или напряжением). В настоящее время разработано и создано большое количество реометров, на которых можно экспериментально определять реологические свойства термопластов. [c.114]

Вязкотекучее состояние. До сих пор мы полагали, что при высокоэластической деформации не происходит вязкого течения полимера и поэтому вся деформация является обратимой. Однако в реальных условиях такая картина наблюдается редко и процесс высокоэластической деформации сопровождается обычно процессом вязкого течения. [c.44]

Течение полимера состоит во взаимном перемещении молекул друг относительно друга. Это перемещение происходит путем последовательного смещения звеньев цепи, приводящего в конце концов к смещению центра тяжести молекулы. Сопровождаясь распрямлением гибких цепей, течение неразрывно связано с высокоэластической деформацией полимера. Разделение этих двух процессов возможно, строго говоря, только после снятия нагрузки. Поэтому определение механических констант полимера предпочтительнее вести по кривой разгружения, чем по кривой нагружения (рис. 1.33). [c.45]

Для эксплуатации полимеров наибольшее значение имеют область вынужденной эластичности, в которой полимер, обладая высокой прочностью, е является хрупким, и область высокоэластической деформации, позволяющей использовать полимеры как эластомеры (резины). Область, лежащая выше температуры пластичности используется для переработки полимеров в изделия. [c.57]

В процессе растяжения в области высокоэластических деформаций полимер, находящийся в аморфном состоянии, может перейти в кристаллическое состояние. Такой переход во времени происходит почти скачком. Во время этого скачка в образце происходит огромная деформация, в результате которой он превращается в струну. Изменение деформации во времени, относящееся к описанному случаю, изображено на рис. 4.108. [c.349]

Рассмотренное упругое тело называется наследственно-упругим, так как к мгновенной упругой деформации, характерной для гуковского тела, здесь добавляется упругая деформация, унаследованная от всех прошлых воздействий. Наследственная упругость свойственна почти всем полимерам в определенном (для каждого материала своем) интервале температур при этих температурах полимер находится в так называемом высокоэластическом состоянии. [c.765]

Полимерным связующим и пластическим массам на их основе обычно присущи три физических состояния вязко-текучее, высокоэластическое и твердое или стеклообразное, которые зависят от температуры и определяются величиной деформации. На температуру перехода полимера из одного состояния в другое оказывают влияние молекулярный вес и структура полимера, наличие пластификаторов, наполнителей и другие факторы. Переработка пластических масс осуществляется в основном, когда они находятся в вязко-текучем или высокоэластическом состоянии. [c.13]

У (О = Yi + 72 + У (6) здесь — упругая деформация Гука, Ya — замедленная упругая (или высокоэластическая ) деформация, которая полимеров. Иногда эту деформацию [c.12]

Рассчитаем балку симметричного сечения из полимера, у которого высокоэластическая деформация ползучести при растяжении такая же, как при сжатии. [c.113]

Механические свойства и их изменения под влиянием различных факторов. Полимеры отличаются наличием определенного запаса прочности и в то же время способны к значительным механически обратимым (высокоэластическим) деформациям. При определенных величинах напряжения и деформации пластические массы, подобно металлам, подчиняются закону Гука. Выше определенного предела линейная зависимость между напряжением и деформацией нарушается и пластмасса начинает течь , приобретая при относительно небольшом увеличении напряжения значительную остаточную деформацию. [c.390]

Разновидностью наложения покрытий усадкой является способ, основанный на использовании особенностей высокоэластической деформации полимеров Это явление состоит в том, что элемент из термопластического материала, отформованный при температуре размягчения (первичная формовка) и подверженный деформации после остывания (вторичная формовка) стремится при повторном его нагревании до температуры размягчения принять ту форму, которую он имел после первичной формовки. [c.93]

Восстановление высокоэластической деформации при нагреве, так называемое явление памяти полимеров. [c.93]

Кристаллические полимеры ниже температуры плавления — кристаллизации — являются твердыми, но имеют различную жесткость (см. рис. 201, кривая 2) вследствие наличия аморфной части, которая может находиться в различных состояниях. При кристаллическая часть плавится и термомеханическая кривая почти скачкообразно достигает участка кривой 1, соответствующего высокоэластической деформации, как у некристаллического полимера. [c.440]

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]

Т. к. высокополимеров имеют более сложный вид (рис. 2, кривые 4—7). Выше 7 ,. происходит значительное увеличение деформации, к-рая остается обратимой. Далее деформация с темп-рой меняется мало, вплоть до темп-ры текучести f у, после чего становится необратимой. Между стеклообразным и вязкотекучим состояниями, в интервале от Tg до Тр находится вы-сокоэластич. состояние (см. Деформация высокоэластическая). Область высоко эластичности нек-рых линейных полимеров характеризуется несколькими площадками на Т. к. Объясняется это набором различного тина вторичных поперечных связей между макромолекулами, причем при более низкой темп-ре разрушаются наиболее слабые из них, затем более прочные и т. д. В результате при определенных темп-рах материал частично разрушается и деформация скачком возрастает. Резкое возра- [c.315]

В каждом реальном материале представлены все указанные факторы, однако весьма часто доминирует одна из этих причин. В металлах и их сплавах, во многих полимерах доминирующим является пластическое течение в низкомодульных материалах типа резин и в некоторых полимерах — фактор высокоэластических (конечных) деформаций в хрупких материалах типа стекла, плавленного кварца и др.— атомная природа тела (непри- менимэ модель сплошной среды). Следует отметить также при- [c.102]

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]

Для пентапласта, который отличается гибкостью, подвижностью молекулярных цепей и высо-коэластическиыи деформациями при температурах порядка 30-60°С, характерны сравнительно высокие коэффициенты трения при малых нагрузках рост нагрузок и скоростей скольжения сопровождается ростом температуры на контакте полимер-сталь.увеличением адгезионной составляющей силы трения. Одновременное воздействие механического и температурного полей вызывает переход полимера из высокоэластического состояния в вязкотекучее внешнее трение полимер-металл превращается во внутреннее трение полимер-полимер. Дальнейший рост температуры приводит к ыехано-химической деструкции и разрушению покрытия. [c.90]

Линейные полимеры отличаются большой длиной молекулы при малом ее поперечнике. Например, у полистирола при коэффициенте полимеризации п, равном 6000, длина молекулы составляет около 1,5 -10- см, при поперечном размере 1,5-10 см. Линейные полимеры обычно более легко растворимы и более гибки, чем пространственные. Многие линейные полимеры сгюсобны перерабатываться в тонкие волокна и пленки. Некоторые из них являются эластомерами — резиноподобными материалами. Аморфные полимеры с линейной структурой молекул имеют характерную зависимость деформации от температуры, представленную на рис. 3-10. На этой диаграмме ясно видны три стадии стеклообразное состояние ниже температуры стеклования Тс при температуре в пределах от Т до температуры вязкотекучего состояния полимер находится в высокоэластическом состоянии при температуре выше наступает вязко гекучее состояние. Рабочую температуру полимеров следует выбирать не выше температуры стеклования. [c.116]

Кривая течения полимера, показанная на рис. 1.33, позволяет определить его основные механические константы. В самом деле, согласно (1.39) т) = al de /dt). Из кривой течения видно, что d /dt = B dti = EFU2. Таким образом, измеряя время t , в течение которого протекала деформация, и зная приложенное напряжение а, можно определить т). Далее можно найти условный упругий модуль Еу = а/бу, где бу = ОЛ = D , и модуль высокоэластической деформации = а/ д , где 63 = АВ = DE. [c.45]

С этой точки зрения следовало бы ожидать, что при температурах на 20—30° ниже точки стеклования полимеры будут жесткими твердыми телами, подчиняющимися закону Гука. Это действительно так. Однако оказалось, что под действием достаточно высоких напряжений большинство полимеров при этих температурах проявляют весьма большую (сотни процентов) деформацию, которая может сохраняться в них как угодно долго после снятия нагрузки, но практически полностью исчезает при нагревании выше температуры стеклования. Это дает основание считать ее такой же обратимой деформацией, как и высокоэластическую. Она была названа А. П. Александровым вынужденноэластической, а само явление возникновения больших деформаций в стеклообразных полимерах п зыъаю1 вынужденной эластичностью. [c.46]

Деформация прозрачного полимерного материала сопровождается образованием в нем оптической анизотропии. Механизм образования оптической анизотропии под действием напряжения связан с поляризуемостью отдельные атомов и частей макромолекул.. В стеклообразном и высокоэластическом состоянии оптическая анизотропия связана с поляризуемостью различных элементов структуры полимера, поэтому и оптическая чувствительность в этик состояниях различна. В стеклообразном состоянии происходит изменение межатомных расстояний и валентных углов полимерной цепи, поэтому оптическая чувствительность более связана с. поляризуемостью атомов цепи или отдельных звеньев. В высокоэластическом состоянии происходит раскручивание и ориентапия макромолекул, поэтому оптическая чувствительность связана в основном с поляризуемостью кшетичес1ких сетментов [24, 39, 74]. [c.18]

На третьем участке (в) происходит уменьшение поперечных размеров шейки. Достигнув определенных поперечных размеров, шейка перестает суживаться с этого момента начинается четвертый участок диаграммы напряжений (отмечен на рис. 4.94, в буквой г). Однако шейка захватывает все больший участок по длине образца. На образце создаются области, в которых резко отличаются поперечные размеры шейки и крайних участков. К тому моменту, когда шейка распространится на всю длину образца (конец участка г), деформации достигают сотен процентов. В процессе развития шейки материал ориентируется — молекулярные цепи расправляются и располагаются вдоль образца (вдоль направления растя-нсения). Материал приобретает свойство анизотропности—большую прочность вдоль направления растяжения. Этим (ориентационным) упрочнением и объясняется тот факт, что, пока шейка не охватила по длине весь образец, утонения (сужения) ее не происходит — шейка легче распространиться на еще не охваченные ею участки, чем сужаться. Так обстоит дело до полного распространения шейки на весь образец. Скорость стабилизации поперечного сечения шейки зависит от ориентационного упрочнения материала. Если для приобретения ориентационного упрочнения, препятствующего сужению шейки, не требуется большой вытяжки, то четвертый участок диаграммы (отмечен буквой а на рис. 4.94, в) сокращается и может совсем отсутствовать, т. е. диаграмма растяжения получается без максимума (например, у целлулоида). Вообще картина растяжения различных полимеров зависит от их склонности к ориентационному упрочнению. Явление значительного удлинения образца на участке г диаграммы (рис. 4.94, в) носит название вынужденной эластичности, происхождение термина будет пояснено ниже. При разгрузках и повторных нaгpyнieнияx, в частности при колебаниях в процессе распространения шейки на всю длину образца, вследствие наличия последействия возникают петли гистерезиса (рис. 4.94, а, кривая, соответствующая температуре Т ). Наиболее широкие петли наблюдаются в области Tg. Вынужденно-эластическая деформация термодинамически необратима, при больших деформациях большая часть работы деформации переходит в тепло. Одиако от пластической деформации она отличается тем, что после разгрузки и нагрева до температуры Tg эта деформация исчезает. Отсюда название еластическая. Однако для возникновения обсуждаемой деформации необходимо довести напряжения до — предела вынужденной эластичности. Этим отличается вынуяаденно-эластическая деформация от высокоэластической, которая возникает при Т > Tg, т. е. в другом диапазоне температур, в процесса нагружения от нулевых напряжений. Отсюда становится понятным и слово вынужденная в названии деформации. Другим отличием вынужденно-эластической деформации от высокоэластической является то, что высокоэластическая деформация по устранении нагрузки исчезает без нагрева. [c.343]

Модуль упругости у полимера в стеклообразном состоянии (рис. 4.94, о, б, в) имеет величину порядка 10 кГ1см , что меньше, чем у конструкционных металлов примерно в 100—200 раз, однако больше, чем у этого же полимера, но в высокоэластическом состоянии, примерно на три десятичных порядка. Модуль высокой эластичности в процессе воздействия нагрузки уменьшается, стремясь к равновесному Е . Динамический модуль упругости высокоэластичных полимеров зависит от скорости деформаций и частоты колебаний и складывается из двух частей [c.345]

До сих пор мы исходили из того, что G (/) или J t) не зависят от напряжения, т. е. рассматривали механическое поведение полимеров в области высокоэластической линейности. В действительности при повышении определенного значения напряжения ст полимеры не удовлетворяют условию линейности. Штаверман и Шварцл приводят пределы линейности напряжений и деформаций. Эти пределы у твердых пластмасс колеблются от 50 до 100 кПсм [одЕ для напряжений и от 0,1 до 1% для деформаций. Поскольку эти данные, взятые из различных источников, несколько спорны, и ввиду того, что конструкционные пластмассы применяют при различных температурах (при которых границы линейности еще более спорны), необходимо на практике [c.21]

Полимеры с пространственной структурой находятся только в стеклообразном состоянии. Редкосетчатая структура позволяет получать полимеры в стеклообразном и высокоэластическом состояниях. Различные физические состояния полимера обнаруживаются при изменении его деформации с температурой. Графическая зависимость деформации, развивающейся за определенное время при заданном напряжении, от температуры называется термомеханической кривой (рис. 201). На кривых имеются три участка, соответствующие трем физическим состояниям. Средние температуры переходных областей называются температурами перехода. Для линейного некристаллизирующегося полимера (кривая 1) область / — область упругих деформаций (е = 2ч-5 %), связанная с изменением расстояния между частицами вещества. При температуре ниже полимер становится хрупким. Разрушение происходит в результате разрыва химических связей в макромолекуле. В области II небольшие напряжения вызывают перемещение отдельных сегментов макромолекул и их ориентацию в направлении действующей силы. После снятия нагрузки молекулы в результате действия межмолекулярных сил принимают первоначальную равновесную форму. Высокоэластическое состояние характеризуется значительными обратимыми деформациями (сотни процентов). Около точки кроме упругой и высокоэластической деформации возникает и пластическая. [c.440]

При действии больших напряжений в стеклообразных полимерах развиваются значительные деформации, которые по своей природе близки к высокоэластическим. Эти деформации были названы А. П. Александровым вынужденно-эластическими, а само явление — вынужденной эластичностью. Вынужденно-эластические деформации проявляются в интервале температур а при нагреве выше о они обратимы (рис. 202, а). Максимум па кривой соответствует условию йа1(1г = 0 и называется пределом вынужденной эластичности. У полимеров с плотной сетчатой структурой под действием нагрузки возникает упругая и высокоэластическая деформация, пластическая деформация обычно отсутствует (фенолоформальдегидная смола в стадии резит). По сравнению с линейными полимерами упругие деформации составляют относительно большую часть, высокоэластнческих деформаций гораздо меньше. Природа высокоэластической деформации, как и в линейных полимерах, состоит в обратимом изменении конформации полимерной молекулы, но максимальная деформация при растяжении обычно не превышает 5—15 %. [c.441]

После снятия нагрузки (время Та) упругая деформация СВ, С П, ОА) исчезает мгновенно, высокоэластическая — постепенно релаксирует в сетчатом полцме[)е до нуля, а в линейном остается пластическая деформация. Для всех полимеров характерно повышение предела прочности с увеличенпем скорости нагружения (рис. 206). При этом уменьшается влияние неупругих деформаций. С уменьшением скорости нагружения влияние неупругих деформаций возрастает. [c.444]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...