Состояние материала высокоэластическо

На рис. 6 представлена общая температурная зависимость условно определенного модуля упругости полимеров, известного по результатам многих испытаний. С повышением температуры модуль упругости падает, материал переходит из стеклообразного состояния в высокоэластическое, причем линейный полимер теряет свою упругость и переходит в вязко-текучее состояние. [c.15]

При повышении температуры свойства композиционного материала не меняются до достижения точки начала размягчения связующего. При достаточно сильном нагреве твердая матрица достигает температуры стеклования, когда полимер переходит из стеклообразного состояния в высокоэластическое. При этой температуре наблюдается заметное ухудшение механических свойств матрицы. В большинстве областей применения нельзя допускать нагрев матриц выше температуры стеклования. [c.293]

То же самое относится и к оценке теплостойкости полимеров. Если материал при нагревании переходит из стеклообразного состояния в высокоэластическое (например, поливинилхлорид, полистирол, поливинилацетат и др.), то при динамических условиях работы деталь будет более теплостойка, чем при статических (см. рис. 17, б). [c.37]

Для термопластичных материалов наиболее важными являются испытания по определению температурных границ агрегатного состояния материала стеклообразного, высокоэластического и вязкотекучего, каждое из которых проявляется в определенной температурной зоне. [c.51]

При диффузионной сварке термопласты претерпевают следующие изменения свариваемый материал за счет нагрева переходит из твердого состояния в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее. Звенья молекул, входящие в состав полимера, совершают колебательные движения вокруг некоторой точки равновесия, причем с увеличением температуры сварки гибкость макромолекул возрастает и молекулы приобретают способность свободно перемещаться в пограничных слоях, а затем диффундировать на определенную глубину свариваемых поверхностей деталей. [c.25]

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]

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]

Типичным проявлением высокоэластической нелинейности является зависимость модуля упругости от напряжения, или, точнее, зависимость G (t) или J (t) от напряжения. Для аморфного полимера в стеклообразном состоянии можно изобразить такую нелинейность графически так, как на рис. 15 и 16. Покажем, как нелинейность может оказаться, например, при рассмотрении переходной температурной области полимера (рис. 17) модуль упругости падает в области стеклообразного состояния быстрее при повышенном напряжении, а температура размягчения при повышенном напряжении смещается вниз. При выборе материала важно учитывать значение величины а2 (см. рис. 17). [c.21]

Фторопласт-4 (фторлон-4) политетрафторэтилен (— F — Fj—) является аморфно-кристаллическим поли.мером. До температуры 250 °С скорость кристаллизации мала и не влияет на его механические свойства, поэтому длительно эксплуатировать фторопласт-4 можно до температуры 250 °С. Разрушение материала происходит при температуре выше 4i5° . Аморфная фаза находится в высокоэластическом состоянии, что придает фторопласту-4 относительную мягкость. При весьма низких температурах (до —269 °С) пластик не охрупчивается. Фторопласт-4 стоек к действию растворителей, кислот, щелочей, окислителей. Практически он разрушается только под действием расплавленных щелочных металлов и элементарного фтора, кроме того, пластик не смачивается водой. Политетрафторэтилен малоустойчив к облучению. Это наиболее высококачественный диэлектрик. Фторопласт-4 обладает очень низким коэффициентом трения (/ = 0,04), который не зависит от температуры (до 327 °С когда начинает плавиться кристаллическая фаза). [c.453]

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]

На примере полиэтилентерефталата был исследован разрыв полимера в стеклообразном и высокоэластическом состоянии [29]. В стеклообразном состоянии полимеры разрушаются по плоскости перенапряжений, расположенной впереди растущей трещины. В высокоэластическом состоянии разрушение происходит в результате вытяжки и скольжения участков материала с образованием тяжей в направлении оси растяжения. [c.120]

Много теорий основано на учете эффекта расширения полимеров при приложении напряжения. Если возрастание объема обусловливает возрастание свободного объема и соответствующее понижение вплоть до температуры испытания, то холодная вытяжка фактически соответствует растяжению материала, находящегося в высокоэластическом состоянии [6, 15, 198—2011. Расширение может сопровождаться образованием микропустот или микротрещин, поэтому ряд теорий связывает пластичность полимеров с процессами образования микропустот или микротрещин [15, 40, 202—204]. Хотя микротрещины, по-видимому, напоминают обычные трещины, их объем примерно на 50% заполнен ориентированным полимером [205—207]. Микротрещины состоят из чередующихся пустот размером от 25 до 200 А, разделенных ориентированным полимером. Эти пустоты обнаруживаются методом. малоуглового рассеяния рентгеновских лучей [208—211 ]. Очевидно, образование микротрещин играет большую роль в проявлении пластичности полимерных смесей и ударопрочных термопластов [1, 140, 146, 147, 164, 212]. [c.178]

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]

Более того, кинетическая теория и ее обобщение на высокоэластические жидкости (глава 6) представляется единственной молекулярной теорией для полимерных систем (и возможно также для любых систем), которая развита настолько, что позволяет получать полные реологические уравнения состояния в форме, пригодной для приложения к любому типу истории деформации, не ограниченному малыми деформациями и малыми скоростями деформации. В главе 8 будет показано исключительное разнообразие возможных форм реологических уравнений состояния для изотропных упругих жидкостей и твердых тел, отличных от идеально упругих веществ. Поэтому маловероятно, чтобы корректные уравнения для любого заданного материала можно было бы определить на основании только лишь результатов опытов. Любая молекулярная теория, позволяющая сделать предпочтительный выбор одной формы уравнения перед другой, может оказаться ценной. [c.112]

Иными словами, между актом приложения нагрузки и моментом наступления в деформированном материале равновесного состояния проходит достаточно большой отрезок времени. Процессы установления равновесия, временной ход которых определяется перегруппировкой частиц под действием теплового движения, являются релаксационными. Релаксационная природа — основная особенность высокоэластической деформации резины, определяющая ее основные физико-механические свойства. Вследствие релаксационных процессов, протекающих в резине при деформации, проявляются явления ползучести и релаксации напряжения, уровень которых в свою очередь определяет долговечность материала. Проявление того или иного эффекта зависит от режима деформации резины. В зависимости от частоты деформирования различают статический и динамический режимы нагружения, а в зависимости от способа деформирования — режимы постоянной нагрузки или постоянной деформации. [c.25]

Если материалу, находяш,ему ся в высокоэластическом состоянии, придать какую-либо форму, то сохранить ее можно только охладив изделие ниже температуры стеклования не снимая нагрузки. При повторном нагреве после снятия нагрузки материал примет первоначальную форму. [c.144]

Условиями (2.3) определяются четыре пьезооптических класса. Принадлежность полимера к тому или иному классу определяется состоянием, в котором материал находится. Так, кристаллические полимеры (полиэтилен, полиамиды) относятся к 1 классу. Аморфные полимеры в состоянии, близком к высокоэластическому, относятся ко II классу, а в состоянии, близком к стеклообразному — к III (эфиры целлюлозы, эпоксидные, фенолформальдегидные, глифталевые смолы) или IV (полистирол, полиметилметакрилат) классам [8]. [c.122]

Полимерные материалы. Полимеры используют в производстве пластмасс, эластомеров, клеев, волокон. Пластмассой называют материал на основе полимера, способный формоваться (в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии) и затем сохранять при эксплуатации приданную форму. Часто пластмассы являются композицией полимера с ингредиентами — добавками, которые вводят в композицию для придания материалу требуемых свойств и облегчения переработки. В условиях эксплуатации пластмассы находятся в стеклообразном или частично-кристаллическом состоянии и имеют свойства твердых тел. [c.64]

Основные процессы переработки включают в себя процессы непосредственного формования деталей или полуфабрикатов путем физико-химического и механического воздействия на материал, находящийся в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии. [c.61]

Неравновесное высокоэластическое состояние полимеров связано с тем, что система линейных цепных молекул не может находиться одновременно и в состоянии полного равновесия и быть напряженной. Всякое напряжение в такой системе будет вызывать или необратимые деформации или течение материала. В результате этого напряжения неизбежно будут уменьшаться и исчезать. Однако вследствие больших размеров молекул вязкость материала может оказаться настолько значительной, что даже за большие промежутки времени процесс течения практически может оказаться незаметным. В этом случае приложенное напряжение не может исчезнуть и вызывает обратимую высокоэластическую деформацию. Таким образом, высокоэластичность проявляется в полной мере тогда, когда необратимой деформацией развивающегося процесса можно пренебречь по сравнению с обратимой высокоэластической деформацией. Таким образом, даже в случае установившейся равновесной высокоэластической деформации линейного полимера в действительности реализуется состояние неполного равновесия. [c.20]

Теплостойкость и морозостойкость являются важными эксплуатационными характеристиками полимерных материалов. Они определяют верхнюю и нижнюю допустимую температуру применения того или иного материала. В силу особенностей физикомеханических свойств при очень высокой температуре полимер, как известно, переходит в вязко-текучее состояние, а при переохлаждении — в стеклообразное. Таким образом, при испытаниях на теплостойкость и морозостойкость определяют температуру перехода полимерного материала из высокоэластического состояния в вязко-текучее и стеклообразное. [c.192]

Стеклообразное состояние — твердое, аморфное (атомы, входящие в состав молекулярной цепи, совершают колебательное движение около положения равновесия движения звеньев и перемещения макромолекул не происходит). Высокоэластическое состояние — присуще только высокополимерам, характеризуется способностью материала к большим обратимым изменениям формы при небольших нагрузках (колеблются звенья и макромолекула приобретает способность изгибаться). Вязко-текучее состояние напоминает жидкость, но отличается от нее очень большой вязкостью (подвижна вся макромолекула). С изменением температуры линейный или разветвленный полимер может переходить из одного физического состояния в другое. [c.394]

Понятие прочности ассоциируется с сопротивлением материала его разрушению (нарушению сплошности среды), происходящему под действием механического поля. Реакция на механическое воздействие характеризуется напряженным и деформированным состоянием, а связь этих состояний обусловлена обобщенным временныл фактором, поэтому прочностные свойства резин наиболее полно должны быть определены как предельные эцачения деформационных свойств, т. е. соотношений напряжение о — деформация е — обобщенное время Ь, при которых в заданных условиях нагружения происходит разрушение материала. Поэтому прочностные свойства резин (предельные напряжения, деформации) существенно зависят от режима деформирования, и их следует характеризовать в совокупности, указывая все механические параметры, или условия нагружения. Минимальное число характеристик — это предельные напряжение сг и деформация е при обобщенном временном факторе I, включающем как время, так и температуру. Практически необходимо определять также вид деформации, среду, состояние материала (высокоэластическое, застеклованное, хрупкое) и масштабный фактор (объем, форма, размеры). [c.182]

При замораживании объемных моделей для определения силовых и температурных напряжений, проводимом с нагревом модели до температуры высокоэластического состояния материала, коэффициент Пуассона материала модели jAmoa = 0,5, тогда как материал натурной конструкции патрубка имеет [Хнат = 0 3. Для рассмотренной конструкции патрубка была в связи с этим проведена расчетная оценка влияния неравенства коэффициентов Пуассона [Хнат и Хмод (при температурной нагрузке) с сопоставлением экспериментальных и расчетных результатов. [c.128]

Процесс формования было бы желательно проводить при температурах вязкогекучего состояния материала, так как в этом случае при формовании в материале детали не возникают значительные напряжения и деталь будет хорошо сохранять форму при последующих нагревах вплоть до температуры размягчения. Однако большинство термопластичных материалов при этих температурах начинает терять летучие компоненты (пластификаторы) или разлагаться. Поэтому формование листовых термопластичных материалов производят в интервале температур высокоэластического состояния, а время нагревания определяется только равномерностью прогрева заготовки. [c.182]

Теоретически зависимость напряжение — деформация резины для ее высокоэластического состояния основана на положении, что равновесное деформированное состояние определяется высокоэластической составляющей и что упругой энергетической составляющей деформации можно пренебречь. Выражая деформацию через составляющие ее компоненты, соответствующие главным нормальным напряжением, можно подобрать координаты, в которых изменение напряжения от деформации носит линейный характер. В таких координатах константа материала не зависит от деформации. В первом приближении в качестве такой константы можно принять-равнОвесный высокоэластический модуль Ео продольной упругости резины. Показано [21], что пропорциональность между напряжением и деформацией в соответствующих координатах и в ограниченных, но практически достаточных пределах деформации с достаточным приближением может быть принята для статической и-динамической деформаций, но с разными в каждом конкретном случае модулями упругости материала, которые зависят от режима деформации и температуры. В частности, для статической деформации каждому моменту времени и величине напряжения в режиме е = onst будет соответствовать свое значение модуля упругости, изменяющееся от величины о — мгновенного модуля, определяющего упругие свойства резины в начальный период деформации, до Еоо. Промежуточные значения соответствуют или условно-равновесному состоянию (условно-равновесный модуль упругости), или состоянию при любом времени наблюдения (статический модуль упругости Е ) [c.15]

Чтобы выбрать теорию прочности для рассмотрения условия разрушения полимерных и лакокрасочных покрытий под действием внутренних напряжений, необходимо проанализировать состояние материала и характер напряженного состояния покрытия. Как упоминалось в предыдущей главе, покрытия могут претерпевать хрупкий, высокоэластический и пластический разрыв, и с этой точки зрения их разрушение не может быть рассмотрено с позиций единой теории прочности. Однако задача упрощается, если обратиться к напряженному состоянию покрытий. Под действием внутренних напряжений в полимерном покрытии возникает равноосное плоское напряженное состояние. Нетрудно видеть, что для данного напряженного состояния жесткость нагружения = О, т. е. нагружение покрытия явJiяeт я предельно жестким, а это значит, что при этих условиях в большинстве случаев даже эластические покрытия будут разрушаться путем отрыва, т. е. хрупко. Высказанные соображения позволяют провести рассмотрение процесса разрушения покрытий под. действием вн5 тpeн-них напряжений на основе первой теории прочности, принимая за критерий разрушения максимальные нормальные внутренние напряжения. [c.111]

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]

Материал МИХМ-ИМАШ, изготовленный на основе стиролалкидных смол, применяется в основном прп исследованиях методом замораживания , так как имеет высокую оптическую чувствительность только в условиях высокоэластического состояния [36]. Этот материал практически ие имеет краевого эффекта времени, хорошо отжигается, но сложен в изготовлении. [c.83]

Высокоэластическое состояние присуще только высокополи-мерам, характеризуется способностью материала к большим обратимым изменениям формы при небольших нагрузках (колеблются звенья, и макромолекула приобретает способность изгибаться). [c.439]

В книге используются характеристические векторы и системы отсчета, вмороженные в деформируемый материал, как основа для описания напряжения и деформации. Развиваемый с помощью этого аппарата метод позволяет читателю самостоятельно формулировать приемлемые реологические уравнения состояния и вычислять основные характеристики соответствующих материалов для условий однородного напряженного состояния с учетом прошлой истории потока. Подробно рассматриваются высокоэластическое восстановление, релаксация напряжения, эффекты Вейссенберга и другие явления и свойства, представляющие интерес для анализа механического поведения полимерных жидкостей. [c.10]

Выше полимерный материал становится высокоэластическим. Разрыв высоко-эластич, материала отличается от разрыва хрупкого тем, что ему предшествует большая деформация, связанная с ориентацией и выирямлением полимерных цепей. Вместе с том, как и при хрупком разрыве, сечение образца до приложения нагрузки и после разрыва и сокращения не изменяется, а новерхность разрыва располагается, как правило, нормально к растягивающим усилиям. Однако механизм длит, разрыва в обоих случаях различен. Разрушение полимеров в высокоэластич. состоянии осуществляется путем роста надрывов, являющихся аналогами т])ещин в хрупких телах. При этом медленной и быстрой стадиям разрушения соответствует обратный порядок зон па поверхности разрыва по сравнению с хрупкими твердыми телами. [c.90]

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]

Большое практическое значение имеет также холодостойкость полимеров, т. е, их способность сохранять эксплуатационные свойства при низких температурах. Критерий холодостойкости для стеклообразных полимеров — отсутствие хрупкости, для эластомеров, кроме того, — сохранение высокоэластических свойств температурная граница холодостойкости этих материалов — соответственно температура хрупкости Т хр и Тст- Для практических целей важен также коэффициент холодостойкости материала k=XTlXie, где Хт и ДГ20 — значения какого-либо показателя (механического, электрического и др.) при низкой температуре Т и 20 °С. Эффективный способ повышения холодостойкости полимеров, эксплуатируемых в стеклообразном состоянии, — пластификация. [c.100]

Полимеры, в отличие от низкомолекулярных материалов, могут находиться в четырех состояниях твердом, жидком, стеклообразном и высокоэластическом. Последнее состояние является особым, присущим только высокомолекулярным соединениям [17]. Высокоэластическое состояние полимерного материала обусловлено гибкостью длинных цепных молекул. Если цепные молекулы очень жестки или состоят из густых пространственных сеток, гибкость их в этом случае будет значительно ослаблена или вовсе отсутствовать и соответствующий материал не будет обладать высокоэлас-тичностью. [c.9]

Но полимеры, кроме мгновенной упругости и текучести, обладают еще свойствами, которые обусловлены высокоэластическим состоянием и запаздывающей упругой реакцией материала на внешнее силовое поле. Это учитывается в механической модели Фойхта — Кельвина (рис. 8, б). [c.24]

Фторопласты (отечественное название пластика фторопласт-4) являются термически и химически стойкими материалами. Основным представителем фторосодержаш,их полимеров является политетрафторэтилен (—Ср2—СР.,—) . Зто насыщенный полимер с макромолекулами в виде зигзагообразных спиралей. Медленное охлаждение при температуре ниже 327° С вызывает быструю кристаллизацию полимера. До температуры 250° С скорость кристаллизации мала и не влияет на его механические свойства, поэтому длительно эксплуатировать фторопласт-4 можно до температуры 250° С. Разрушение материала происходит при температуре выше 415° С. Аморфная фаза находится в высокоэластическом состоянии, что придает фторопласту-4 относительную мягкость. Температура стеклования — 120° С, но даже при весьма низких температурах (до — 269,3° С) пластик не охрупчивается. Незакаленный материал имеет степень кристалличности 60—72%, подвергнутый закалке (нагрев до температуры 350—365° С и быстрое охлаждение в воде) — 50%. [c.410]

Фторопласт-4-политетрафторэтилен (в США-тефлон, фа-лон, в ФРГ-хостафлон)-высокомолекулярный кристаллический полимер с температурой плавления кристаллической фазы % 327°С, выше которой он превращается в аморфный прозрачный материал, не переходящий из высокоэластического состояния в вязкотекучее даже при температуре разложения (выше 415"С). Вязкость расплава полимера при температуре 380°С составляет Ю -Ю Па с. Материал характеризуется высоким коэффициентом термического расширения, который при 380°С достигает максимального значения при этом объем материала увеличивается на 50% от первоначального. Наряду с низким пределом ползучести полимера это также становится одним из препятствий для получения качественных сварных соединений. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...