Деформация термопластичных полимеров

Деформация термопластичных полимеров 29 сл. [c.235]

Растяжение образца термопластичного полимера сопровождается образованием шейки. Однако в этом случае (в отличие от металлов) шейка постепенно распространяется на всю рабочую часть образца. Происходит это либо при постоянной, либо при слабо возрастающей нагрузке, см. участок СП на диаграмме, рис. 2.12. Далее сопротивление образца вновь начинает увеличиваться. Полная деформация к моменту разрушения нередко достигает сотен процентов. Характеристики прочности и пластичности полимеров в большей степени зависят от скорости деформирования, чем аналогичные [c.65]

Одним из серьезных недостатков стеклонаполненных композиционных материалов является низкая герметичность. Этот недостаток ограничивает область применения изделий из этих материалов. Для обеспечения герметичности изделий, используемых для транспортировки или хранения жидких и газообразных продуктов, а также изделий, работающих при избыточном внутреннем и внешнем давлении, производится плакирование внутренней или внешней поверхности изделия термопластичными полимерами. Такая плакировка может осуществляться несколькими способами использование для герметизации трубы из термопласта, которая одновременно является оправкой при намотке труб из стеклопластика, нанесение полимерного покрытия в электростатическом поле и центробежным методом. Наиболее характерным дефектом такого типа изделий являются расслоения на границе плакирующего слоя и основного материала изделия. Кроме того, в процессе эксплуатации таких изделий (нагревание, охлаждение, деформации), вследствие различия коэффициентов температурного расширения, а также упругих характеристик, могут возникать дополнительные расслоения и трещины в пограничной области. [c.16]

В основе технологических процессов формования изделий из листов и пленок на основе АБС-пластика лежит их способность к значительным деформациям при температурах выше температуры стеклования. Они могут перерабатываться всеми известными методами переработки листовых и пленочных материалов, изготовленных из термопластичных полимеров . [c.205]

В аморфных полимерах вязкое смещение (течение) цепей также ограничено поперечными связями в то же время эластомеры и каучуки обладают слабыми поперечными связями, они могут испытывать при комнатной температуре весьма большие обратимые упругие деформации — примерно до 800%. Заметим, что и некоторые другие полимеры могут проявлять свойства эластомеров в определенных температурных интервалах. Чем больше молекулярных цепей сшито (связано в сетки), тем более жестким оказывается материал. Так как поперечные связи и соответствующая сетчатая структура возникают обычно в процессе термического отверждения, можно полагать, что каучуки не являются термопластичными полимерами в строгом смысле этого слова, и их следует рассматривать как третью основную группу материалов. [c.9]

Характер разрушения, а следовательно, форма кривой а — е при растяжении термопластичных полимеров в заданных температурно-временных условиях нагружения зависят от молекулярного веса и молекулярно-весового распределения. С увеличением молекулярного веса и снижением полидисперсности разрушающее напряжение и деформация при разрушении возрастают (рис. 1.17). [c.33]

Коэффициент Пуассона, характеризующий изменение объема при деформировании термопластичных полимеров, как и другие показатели деформационных свойств материалов, зависит от скорости деформирования, величины деформации и температуры. Коэффициент Пуассона термопластичных полимеров I и II групп, определенный в стандартных условиях, находится в интервале 0,3—0,4 (например, для ПММА — 0,35, ПС — 0,305, ПВХ — 0,35, для ПА-6 — 0,4). Коэффициент Пуассона полимеров III группы при 20 °С обычно больше 0,4 и с увеличением содержания аморфной фазы приближается к 0,5. [c.38]

Показатели стандартной прочности термопластичных полимеров при малой скорости нагружения — предел текучести а,., разрушающее напряжение при растяжении Ор и соответствующие им деформации бт, 8р — определяют по кривым а — г (точки б и а на рис. 1.11). Для полимеров, разрушающихся хрупко, определяют Ор и 8р. При разрушении, которому предшествуют пластические деформации, более важной характеристикой является Оу. Стандартные значения Ор и 8р при растяжении, а также разрушающее напряжение при сжатии и изгибе для трех групп конструкционных термопластичных полимеров обобщены по имеющимся в литературе сведениям [2—29, 67—69] в табл. 1.4. [c.38]

При длительно действующих статических или знакопеременных динамических нагрузках особенно проявляются присущие термопластичным полимерам вязкоупругость и кинетический характер разрушения. Поведение этих полимеров при длительных статических нагружениях оценивают по скорости ползучести или скорости релаксации напряжений. При этом наряду с развитием вязкоупругих деформаций в полимере протекают процессы накопления повреждений, приводящие в конечном счете к разрушению. Скорость протекания всех процессов определяет долговечность термопластичного полимера. При длительных динамических нагружениях накопление повреждений приводит к усталостному разрушению, устойчивость к которому характеризует усталостную прочность. [c.43]

На рис. 1.28 схематически показан общий вид кривой ползучести в координатах деформация — время (кривая е — I), которую условно можно разделить на три характерные области [51, с. 403— 410] I — начальная область неустановившейся ползучести II — средняя область постоянной скорости ползучести III — конечная область быстрого нарастания деформации, предшествующей разрушению. Наиболее важной является средняя область кривой ползучести. На рис. 1.29 приведены кривые ползучести в координатах 8 — lg при нормальной температуре и средних нагрузках термопластичных полимеров трех групп. На основании рассмотрения кривых ползучести, полученных при различных напряжениях, получают так называемые изохронные зависимости напряжение — деформации для различной длительности приложения нагрузки. Такие кривые для различных термопластичных полимеров приведены на рис. 1.30—1.32. Наиболее полно ползучесть характеризуется кривыми, представляемыми в координатах — 18 t, так как при этом одновременно учитывают нагрузку и деформацию. Такие кривые для роста термопластичных полимеров приведены на рис. 1.33 и 1.34. [c.44]

Показателями устойчивости термопластичных полимеров к ползучести являются скорость и степень восстановления деформации после испытания на ползучесть. На рис. 1.35—1.37 приведены экс- [c.44]

На рис. 1.45 приведены усталостные кривые для ряда термопластов в координатах Сту — М, которые свидетельствуют о практически линейном снижении усталостной прочности с увеличением числа циклов. Трудности теоретической или хотя бы обобщенной оценки усталостной прочности термопластичных полимеров обусловлены протеканием релаксационных процессов при их деформировании в течение каждого цикла нагружения. Решающее влияние на поведение полимера может оказывать разогрев материала вследствие механических потерь, особенно опасный для термопластичных полимеров из-за резко выраженной температурной зависимости скорости процессов их деформирования и разрушения. Количество тепла, способного выделиться в материале за единицу времени при циклическом нагружении, пропорционально нагрузке, деформации и показателю механических потерь. Например, при гармонической нагрузке [c.52]

Рис. IV.20. Схематические кривые о—Б аморфного термопластичного полимера в стеклообразном состоянии (1) и эластифицированного термопласта (2) (здесь и далее X — момент разрушения). (8т — деформация при От, 8р — деформация при Ор). Заштрихованная площадь под кривыми пропорциональна энергии разрушения.

Поскольку динамический модуль является функцией модулей компонентов, составляющих композиционный материал, варьируя состав пластика и объемное содержание компонентов, удается регулировать ударопрочность. Об этом свидетельствует широкий диапазон показателей удельной работы деформации W в пластиках, состоящих, например, из различных термопластичных полимеров и эластомеров, взятых в разных соотношениях. [c.222]

Кроме того, на характер деформации влияет время нагружения материала, определяющее возможность релаксационных явлений, зависящих, в свою очередь, от строения углеродных цепей (разветвление — привитые полимеры, количество боковых замещающих групп и т. д.), а также от коэффициента полимеризации п. При увеличении коэффициента полимеризации повышается температура перехода полимера из состояния стекловидного в состояние упруго-эластическое и вязко-текучее. Последний переход может потребовать высоких температур, при которых уже начинается распад связей или деструкция полимера. Такие полимеры называются термореактивными в отличие от термопластичных, которые могут совершать многократно этот переход без следов разложения. Они более перспективны и удобны в процессах переработки, так как не создают необратимых потерь за счет брака (экономически целесообразны). [c.14]

Общепринятым является разделение полимеров на две основные группы термопластичные и термореактивные полимеры резкое различие их свойств является отражением различия их структурных характеристик. Механическое поведение полимеров существенно зависит от скорости деформирования. Развивающиеся при этом деформации могут быть весьма большими. Во многих случаях они оказываются полностью обратимыми при снятии нагрузки или нагревании материала. [c.8]

Молекулы термопластичных полимеров (они имеют линейную или разветвленную структуру) не претерпевают при нагреве химических превращений, для придания пластичности их можно многократно нагревать, не опасаясь, что они потеряют свои свойства. Полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид (винипласт), полистирол, политетрафторэтилен (фторопласт), полиамиды, например, капрон — все это пластмассы, полученные на основе термопластичных полимеров. К ним же относятся эфироцеллюлозные материалы, например — целлулоид, и пластмассы на основе полиуретановых смол. Эти пластмассы обычно не содержат наполнителя, отличаются пониженной прочностью, сравнительно большой ударной вязкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, низкой теплостойкостью. Для придания им эластичности при низких температурах и для облегчения деформации при переработке в них вводятся пластификаторы, например, камфара, олеиновая кислота, стеарат алюминия, дибу-тилфталат и пр. [c.41]

В отличие от испытаний расплавов и консистентных растворов термопластичных полимеров, для которых капиллярная вискозиметрия дает воспроизводимые результаты в относительно широком интервале скоростей сдвига, испытания резиновых смесей обладают меньшей воспроизводимостью ввиду влияния на вязкость смеси режима ее предварительной пластикации путем механической переработки и времени термостатирования в испытательном приборе. Нормальный режим термостатирования не должен приводить к подвулканизации резиновой смеси за полное время испытания, а предварительная пластикация должна в одинаковой мере снимать начальное избыточное сопротивление деформации, связанное с эффектом тиксотропии эластомеров. С этой точки зрения рациональнее конструкция капиллярного вискозиметра в виде червячного пресса с терморегулируемой экструзионной головкой со сменным капилляром, а также с датчиком давления эластомера перед головкой. Тем не менее широкое применение нашли вискозиметры плунжерного типа благодаря меньшему расходу материала и точному заданию требуемой скорости истечения, что важно в случае обычно применяемого метода двух капилляров. [c.85]

Термореактивные полимеры, имеющие жесткую трехмерную сетку с поперечными связями, образуются в результате отверждения смесей двух или более компонентов, являющихся сравнительно простыми мономерами или частично полимеризоваиными материалами. Свойства термореактивных полимеров в температурной области ниже той, при которой материал разрушается или разлагается, практически не зависят от температуры, а их зависимость от времени и скорости деформации слабее, чем у термопластичных полимеров. [c.9]

Поведение термопластичных полимеров при кратковременном нагружении в температурном интервале их эксплуатации наиболее полно описывают кривые в координатах нагрузка — деформация (кривые о — е), полученные при различных видах деформирования и различной скоростью приложения нагрузки. Эти кривые характеризуют поведение полимера вплоть до разрушения. По кривым ст — е, снятым в строго определенных (стандартных) условиях, находят сопоставимые между собой стандартные показатели механических свойств — кратковременный модуль зохругости, предел пропорциональности, предел текучести, разрушающее напряжение, деформацию при разрушении и энергию, затрачиваемую на разрушения. [c.29]

Резко выраженная зависимость характера деформирования и раз-рзтаения термопластичных полимеров от условий нагружения приводит к тому, что показатели их деформационных свойств и прочности, определенные в строго заданных условиях, не могут быть использованы для прогнозирования поведения материала в других условиях нагружения. Однако показатели, определенные в стандартных условиях, такие как кратковременный модуль упругости, твердость, теплостойкость, предел текучести, разрушающее напряжение, деформация при разрушении, характеризующие прочность при низких скоростях нагружения, а также ударная вязкость и температура хрупкости, характеризующие прочность при высокоскоростных нагрузках, важны для сравнительной оценки различных материалов. [c.35]

Стандартнуто теплостойкость термопластичных полимеров оценивают температурой, при которой деформация в заданных условиях превышает допустимый предел при 2-опорном изгибе при нагрузке [c.35]

При отсутствии разогрева или малом его значении решающее влияние на усталостную выносливость и долговечность оказывает величина нагрузки (деформации) и соотношение продолжительности однократного действия нагрузки (периода нагружения) и скорости протекания релаксационных процессов деформирования и разрушения полимера. Для расчета долговечности термопластичных полимеров при знакопеременных нагрузках часто используется критерий Бейли, модифицированный с учетом уравнения Журкова [51, 73 [c.54]

Диалектрическне свойства характеризуют поведение изоляционных материалов в переменном электрическом ноле и связаны с их мкостным сопротивлением и рассеянием электрической энергии в виде тепла. Диэлектрические свойства термопластичных полимеров определяются их способностью к поляризации и соотношением скорости протекания процессов поляризации и частоты изменения электрического поля. Мерой поляризации служит комплексная диэлектрическая проницаемость е, состоящая из действительной части относительной диэлектрической проницаемости е и мнимой компоненты — коэффициента диэлектрических потерь характеризующего способность к необратимому рассеянию энергии при поляризации. Относительная диэлектрическая проницаемость и коэффициент потерь связаны между собой соотношением е"= г в, где tg б — тангенс зггла диэлектрических потерь. Эту величину чаще всего используют для оценки диэлектрических потерь в полимерах. В термопластичных неполярных полимерах при отсутствии полярных примесей наблюдается только поляризация, связанная с деформацией электронного облака в электрическом поле. Продолжительность этого процесса очень мала (10 —10 с) и практически не зависит от температуры. Поэтому г неполярных полимеров в диапазоне частот ниже 10 Гц практически не зависит от температуры и частоты переменного поля и близка к /г (где п — оптический коэффициент преломления). При частотах порядка 10 —10 Гц, так называемых сверхвысоких частотах, в неполярных полимерах могут развиваться резонансные потери, что резко изменяет их поведение в электрическом поле. [c.60]

Известно, что величина УУщ, является функцией Следовательно, подбором термопластичного полимера с определенными межмолекулярным взаимодействием и подвижностью макромолекул можно изменять долю участия Жпд в общей энергии разрушения. Однако более эффективно регулировать пластическую деформацию термопластов при ударных нагружениях введением эластичных включений, способствующих развитию сети трещин серебра (крейзов), о которых говорилось выше. Установлено [39], что в крейзах макромолекулы ориентированы в направлении действия локальных [c.230]

Мономеры при реакции поликонденсации должны содержать не менее двух функциональн1 1х групп (группы —ОН —СООН —Нг и др.). При реакциях полимеризации и поликонденсации обычно получают полимеры линейного строения. Часть таких полимеров при определенной повышенной температуре переходит из твердого состояния в пластичное, а затем при охлаждении снова в твердое. Это их свойство наряду с использованием пластических деформаций создает возможность перерабатывать такие материалы в изделия различной формы и конфигурации. Полимеры, которые при нагревании до определенной температуры размягчаются, носят название термопластичных. К термопластичным полимерам относятся неполярные полимерные соединения, например полимерные углеводороды (полиэтилен, полипропилен и т. д.), или симметрично построенные полярные полимеры, у которых суммарный ди-польный момент равен О, например политетрафторэтилен (фторопласт) [c.133]

Существенное влияние на физические свойства полимеров оказывают четыре фактора, характеризующие структуру макромолекул (полимерных цепей). Один из факторов - средняя длина цепи, к другим трем факторам относятся сила взаилюдействия между полимерными цепями, регулярность упаковки цепей и жесткость отдельных цепей. aN№e сильное меж.молекуллрное взаимодействие возникает, когда цепи имеют поперечные мостики, т.е. образуют друг с другом химические связи. Этот процесс называют сшиванием, он часто происходит при нагревании. Образование поперечных связей замыкает полимерные цепи в трехмерную сетку, поэтому таким полимерам при нагреве уже нельзя придать новую форму. Жесткие полимеры такого типа называют термоактивными К ним относятся полиэфирные, эпоксидные, алкидные и другие смолы. Трехмерная (сшитая) структура позволяет эластомерам (например, каучук) долго вьщерживать достаточно высокие температуры и циклические нагрузки без остаточной деформации. Многие перспективные полимеры, напротив, термопластичны и размягчаются при нагреве (например, полиолефины, полистирол и др.). [c.48]

Термопластичные аморфные полимеры пригодны в качестве сырья для изготовления прочных и относительно теплостойких изделий только в том случае, если они имеют высокий молекулярный вес. Их переход в зону высокой текучести наступает обычно нри температурах, лежащих много вынхе температуры начала термической деструкции. Поэтому аморфные высокомолекулярные термопласты приходится формовать в зоне пластических деформаций, т. е. в зоне весьма ограниченной текучести Д1атериала, проявляющейся только под влиянием высоких давлений. Таким образом, формование изделий из аморфных полимеров (полистирол, полиметилметакри.лат, полихлорвинил, его сополимеры и другие подобные материалы) связано с необходимостью применения высоких давлений для заполнения формы, намного превышающих давление, необходимое для уплотнения материала. [c.97]

Несмотря на то что резание пластмасс сопровождается высокими температурами, процесс образования стружки идет в основном за счет упругих деформаций. В силу низкой теплопроводности пластмасс высокие температуры не успевают распространяться из микрослоев на макрослои стружки и обработанной поверхности. В результате этого образование стружки при обработке большинства пластмасс происходит в основном под действием упругих деформаций. Даже у ряда термопластичных ненаполненных полимеров (органическое стекло) при больших скоростях обработки [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...