Деформационные свойства полимеров

Мании выдвинул гипотезу о том, что уменьшение подвижности и увеличение напряженности кинетических структурных элементов полимера, участвующих в диффузионном процессе, должно приводить к уменьшению скорости переноса низкомолекулярных веществ и к изменению параметров диффузионных процессов [10]. Поэтому при изучении деформационных свойств полимеров желательно иметь возможность, хотя бы косвенно, оценить изменение подвижности и напряженности кинетических элементов структуры полимера как в условиях сжатия, так и при растяжении. [c.61]

Деформация — это предшествующая механическому разрушению реакция образца полимера на воздействие внешней силы. Несмотря на первоочередность деформационных процессов во времени, изучение влияния жидкостей на механические свойства полимеров исторически начиналось с выявления закономерностей, отражающих изменение прочности и долговечности. Единство процессов и закономерностей деформирования и разрушения полимеров не только в жидкой, но и в газовой среде весьма спорно, поэтому в последние годы началось интенсивное самостоятельное изучение деформации полимеров различных классов в жидкостях. Пристальное внимание исследователей к деформационным свойствам полимеров обусловлено широким использованием механической вытяжки при переработке полимеров и необходимостью обеспечения деформационной долговечности элементов различных конструкций из полимерных материалов, работающих в контакте с жидкими средами. [c.162]

Качественное представление о характере изменения деформационных свойств полимеров различных типов в жидких средах можно получить из анализа деформационных кривых (рис. IV. 17). [c.162]

В заключение следует отметить, что развиваемый авторами подход к изучению деформации полимеров в жидкостях, основанный на количественной оценке поглощения среды, позволяет более глубоко понять причины различного изменения деформационных свойств полимеров разной структуры и находящихся в различных физических состояниях, так как количество поглощенной жидкости связано с особенностями структурных перестроек в полимере при растяжении и определяет эффективность действия жидкой среды. [c.173]

Большое теоретическое и прикладное значение динамических механических свойств полимеров обусловлено рядом причин. Динамический модуль упругости, как и модуль, измеренный любым другим методом, является важнейшим показателем деформационных свойств полимеров. Значение показателей механических потерь менее известно. Эти показатели служат наиболее чувствительным индикатором всех форм молекулярной подвижности в полимерах, особенно в стеклообразном состоянии. [c.91]

Из физико-механических свойств полимеров, в наибольшей степени влияющих на их свариваемость, в первую очередь следует упомянуть температурный интервал сварки (ТИС), вязкость полимера при температуре сварки, или показатель текучести расплава (ПТР), деформационные свойства полимера, т.е. его способность к пластическому течению под действием механических нагрузок, способность к упругому восстановлению размеров и формы после снятия нагрузки. Кроме того, возможность сварки полимеров тем или иным способом определяется также рядом специфических свойств, в частности фактором диэлектрических потерь, обусловливающих возможность нагрева полимера в поле токов высокой частоты (ТВЧ), модулем упругости (при ультразвуковой сварке), спектром поглощения инфракрасного излучения (при сварке радиационным нагревом), способностью растворяться в органических растворителях (при сварке растворителем). [c.12]

Деформационные свойства полимеров при сдвиге с наложением гидростатического давления изучены в настоящее время недостаточно ввиду трудностей методического характера. В [1211 описана установка для изучения свойств полимеров при сдвиге с наложением гидростатического давления до 3000 кгс/см в интервале температур от комнатной до 120° С. Установка (рис. 5.5) позволяет осуществить следующие режимы деформирование с постоян-168 [c.168]

На рис. 7 схематически показано, что деформационные свойства полимеров изменяются с температурой довольно резко, а межчастичное давление — плавно. [c.34]

Эпоксидные компаунды относятся к реономным материалам, деформационные свойства которых зависят от временных факторов— скорости нагружения, длительности воздействия нагрузки и т. п. В настоящее время имеются общие представления о поведении таких материалов, вскрыты принципиальные молекулярные механизмы, обусловливающие особенности сопротивления этих материалов деформированию. Однако общей теории, позволяющей вывести реологические зависимости исходя из данных о молекулярной и надмолекулярной структуре полимеров, не существует. Поэтому вывод уравнений, описывающих деформационные свойства полимеров, производится на феноменологической основе исходя из экспериментальных данных [44, 79, 96, 110, 116]. [c.29]

Авторы рассмотрели связь между деформированием и разрушением полимеров. Ими установлено, что если при исследовании длительной прочности полимеров ввести стадию периодической разгрузки образца с отжигом, то деформационные свойства полимера обратимо восстанавливаются, тогда как разрушение необратимо накапливается. Отсюда было сделано заключение, что процесс разрушения и деформирования в объеме полимера развивается параллельно. [c.81]

Энергия разрушения определяется либо как работа, необходимая для образования единицы новой поверхности трещины, либо как энергия, поглощенная вновь образованной поверхностью разрушения и приходящаяся на единицу площади. Для определения энергии разрушения материалов было предложено много различных форм образцов [10] с острой трещиной, которая во всех случаях наносится до испытаний. При вычислении энергии разрушения необходимо знать силу, требуемую для развития острой трещины, ее длину, модуль упругости материала, размеры образца и соответствующее уравнение, связывающее эти параметры. Необходимо также следить за тем, чтобы длина трещины и размеры образца были в интервале справедливости используемого уравнения в соответствии с деформационными свойствами исследуемого материала. Для испытаний керамик и хрупких полимеров широко используется двойная консольная балка, что обусловлено разработкой различных методов получения в материале острых трещин [61]. [c.18]

Согласно теории временной прочности ( 1.14) при выдержке тела под напряжением в нем накапливаются дефекты, приводящие в конце концов к образованию трещин критического размера и наступлению стадии быстрого разрушения. Такое накопление дефектов происходит, в частности, при термоциклировании. Кроме того, могут возникать дополнительные внутренние напряжения из-га наличия градиента температуры внутри однородных областей структуры, Наконец, у таких материалов, как полимеры, в области низких температур возрастает модуль упругости и снижаются деформационные свойства вплоть до перехода их в хрупкое состояние. [c.86]

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ И РЕЛАКСАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ ПРИ СЖАТИИ [c.24]

II.1. Деформационные и релаксационные свойства полимеров [c.61]

Рассмотрение особенностей влияния внешних напряжений и деформаций полимерных образцов на кинетику процессов диффузии низкомолекулярных веществ невозможно без предварительной характеристики основных деформационных и релаксационных свойств полимеров. [c.61]

Таким образом, существует экспериментальное доказательство, что возрастание сопротивления деформации происходит при уменьшении, а не при увеличении межфазной поверхностной энергии. Это может свидетельствовать о неприменимости одного данного критерия к описанию деформационных свойств стеклообразных полимеров в неограниченно смачивающих жидких средах. [c.169]

Несмотря на внешнее сходство процессов развития шейки в деформируемом кристаллическом полимере при температурах выше и ниже температуры стеклования, механизм ее образования для полимеров в высокоэластическом состоянии существенно различен. Испытание полимерных пленок на растяжение в жидкостях позволяет судить о механизме структурных перестроек в шейке по закономерностям поглощения жидкостей и изменения деформационных свойств. [c.170]

Прибор для исследования деформационных и релаксационных свойств полимеров при сжатии. Конструкция диффузионных ячеек, используемых в механическом методе, не,позволяет оценивать напряжения, возникающие в испытуемых полимерных образцах при сжатии, а также релаксацию этих напряжений во времени. [c.204]

Рис. 1.4. Определение показателей деформационно-прочностных свойств полимеров при растяжении по диаграмме напряжение—деформация.

Температурная зависимость модуля упругости имеет важнейшее значение для понимания механического поведения полимеров. По этой зависимости можно предсказывать ползучесть, релаксацию напряжения и деформационно-прочностные свойства полимеров. [c.42]

Большинство рассмотренных методов дают ограниченные показатели, которые не учитывают всех действующих в реальных условиях факторов и не могут быть универсальными. Например, теплостойкость, характеризуемая одной температурой, не дает представления о температурной зависимости деформационных свойств. Недостаточно получения даже одной кривой деформация—температура. Необходимы данные, относящиеся к различным нагрузкам. Имея такой набор кривых, инженер-конструктор более реально сможет предсказать способность полимера сохранять стабильность размеров при любых условиях эксплуатации. [c.217]

Прочностные свойства П. тесно связаны с их деформационными свойствами (см. Прочность полимеров. Усталость материалов, Прочности временная зависимость). [c.20]

По-видимому, наиболее удобно описывать деформационные свойства высокополимеров с помощью кривых, построенных в координатах, где по оси абсцисс откладывается температура Т, а по оси ординат — деформация формы s при постоянном напряжении а и постоянном времени опыта t [1]. Для аморфных полимеров эти диаграммы имеют Зид, изображенный на рис. 1. [c.134]

Важнейшей характеристикой полимеров являются деформационные свойства, по которьш их состояние подразделяют на вязкотекучее, высокоэластическое и аморфное (стеклообразное). [c.63]

Следовательно, механические свойства полимерных пленок зависят от проявления подвижности элементов структуры макроцепей, а также от условий внешнего воздействия температуры, скорости деформации и продолжительности действия нагрузки. Деформационные свойства полимеров при строго эквивалентных условиях механического воздействия определяются не только химическим строением материала, но и характером надмолекулярных структур. Морфология, размеры и плотность упаковки элементов надмолекулярных структур играют большую роль в формировании комплекса механических свойств покрытий. [c.98]

Для описания деформационных свойств с учетом временного фактора предложено много различных уравнений. Ни одно из них не нашло практического применения, однако каждое из таких уравнений вносит, бесспорно, некоторый положительный вклад в процесс познания деформационных свойств полимеров. На данной стадии развития науки это направление пока не дало приемлемых решений. tl03T0My внимание больше обращено на экспериментальные поиски, которые, по-видимому, быстрее приведут к цели. [c.43]

Физически обоснованные макроскопические механические модели линейных и структурированных полимеров разработаны Г. М. Бартеневым и Ю. В. Зеленевым [5]. Эти модели в обобщенном виде учитывают деформационные свойства полимеров в различных физических состояниях, а также их определяющие основные процессы молекулярной релаксации. В расчетах (/дин может быть использовано предложенное в указанной работе уравнение, описывающее деформационное поведение структурированного полимера в высокоэластичном физическом состоянии (т. е. при температуре выше температуры стеклования резины) [c.33]

Пентапласт весьма чувствителен к колебаниям технологических режимов формирования покрытий и температур эксплуатации. Продолжительность и температура спекания пок1Мтий, режимы их последующего охлаждения определяют адгезионную и когезионную прочность, микротвердость и деформационные свойства полимера. [c.87]

Хотя теория линейной вязкоупругости не может полностью описать поведение полимеров со сложной физической структурой, в настоящее время она является единственной, теорией, способной количественно характеризовать зависимость деформационных свойств полимеров от температзфы и длительности нагружения. Эта теория подробно рассмотрена в специальной литературе [46— 50], поэтому ниже приводится только краткий анализ показателей, характеризующих деформационные свойства вязкоупругих тел при сдвиге. Аналогичные выражения могут быть записаны для растяжения-сжатия и некоторых более сложных видов нагрзгжения. Напряжение, относительную деформацию и скорость деформирования обычно обозначают при растяжении-сжатии — а, е, е при простом сдвиге — т, у, V соответственно. [c.24]

Химическая стойкость полимерных материалов зависит от их природы, строения, химического состава и может быть оценена количественно по кинетическим, диффузионным, сорбционным, механическим и другим параметрам. Однако такие данные пока немногочисленны и поэтому используют качественные оценки стойкости материалов. Обычно применяется трехбалльная шкала (ГОСТ 12020—72) по изменению прочностных и деформационных свойств материалов при воздействии среды. Ранее оценка химической стойкости проводилась по изменению массы полимера. В связи с тем, что в литературе приводятся также данные по изменению массы полимера, в табл. 4 дается оценка стойкости по механическим свойствам материалов и по изменению массы. Рядом с баллом стойкости приводятся буквенные обозначения, которые [c.5]

Температурная зависимость механических свойств полимеров и пластмасс, т. е. их термомеханические свойства или деформационная теплостойкость, определяется различными методами наиболее распространенный из них — метод Мартенса (ГОСТ 9551-60), характеризующий статическую устойчивость нагреваемого пластика к консольному изгибу. Им часто пользуются для определения сравнительной теплостойкости термонеобратимых пластмасс. Для определения деформационной теплостойкости термопластов применяются различные другие методы. [c.391]

Одни из первых попыток качественного описания деформационных свойств стеклообразных полимеров со структурных позиций были предприняты Бессоновым и Кувшинским [26, 70]. Исследуя структуру микротрещин, возникающих при деформации этих полимеров на воздухе, они показали, что макродеформация образцов складывается из локальных деформаций микроскопических тяжей, соединяющих створки растущих трещин. На связь макродеформации стеклообразных полимеров в жидкостях с числом микротрещин и длиной пересекающих их микрофибрилл более конкретно указывают авторы работ [76, 77]. Обнаруженная связь процесса микрорастрескивания полимеров с деформационными свойствами послужила причиной тщательного исследования структуры и свойств полимерного материала внутри трещин. Систематическое экспериментальное исследование структуры физико-механических свойств микротрещин, возникающих при растяжении стеклообразных полимеров в жидких средах, провели в последние годы Бакеев и Волынский с сотрудниками [77, 78]. [c.164]

Анализ результатов количественного изучения поглощения жидкой среды при растяжении фторопластовых пленок заставляет по-новому подходить к описанию деформационных свойств кристаллических полимеров в жидких средах, не вызывающих их существенного набухания. При трактовке эффекта облегчения деформации авторы [77] не учитывали объем жидкости, поглощаемой полимером. Для адсорбционного облегчения деформации достаточно значительно меньшего количества жидкости, чем то, которое реально поглощается образцами. Больщая часть жидкости, проникающая в деформируемый образец, свидетельствует о значении капиллярных сил и сил, вызывающих перемещение жидкой фазы, в механизме облегчения деформации. [c.167]

Для оценки механических свойств полимеров и полимерных материалов широко используют некоторые другие методы. Одним из наиболее важных является метод определения ударной прочности — оценка сопротивления материалов разрушению при высокоскоростном нагружении. При этом измеряют энергию разрушения образцов — показатель, имеющий важное практическое значение, но трудно поддающийся теоретическому анализу и интерпретации. Наиболее распространенными методами определения ударной прочности полимеров являютсд методы, в которых используется свободно падающий груз (шар или острый наконечник [4, 5, 11]), и маятниковые методы (по Изоду [12—14] по Шарпи [12]). Высокоскоростные методы определения деформационно-прочностных свойств при растяжении [15—16] также можно рассматривать как ударные методы. Другими типами [c.22]

Общие принципы характеристики деформационно-прочностных свойств полимеров и типичные диаграммы напряжение — деформация были обсуждены в гл. 1. Оценка деформационнопрочностных свойств материала с помощью диаграмм напряжение — деформация является наиболее распространенным видом механических испытаний материалов. Этот метод очень важен с практической точки зрения и получаемые результаты привычны для инженеров. Однако связь результатов таких испытаний с реальным поведением материала в изделии не так проста, как иногда кажется. Так как вязкоупругость полимеров обусловливает высокую чувствительность их механических свойств к различным факторам, диаграммы напряжение — деформация только приближенно предсказывают поведение полимера в изделии. Обычно диаграммы напряжение — деформация или даже только их характерные точки получают для одной температуры и одной скорости деформации. Для набора информации, необходимой для инженера-конструктора, требуется проведение испытаний при нескольких температурах и скоростях деформации, что занимает много времени и связано со значительным расходом материалов. Обычно имеются данные о деформационно-прочностных свойствах при растяжении или изгибе, хотя часто необходимо знать результаты испытаний при сжатии и сдвиге, в том числе не только при одноосном, но и при двухосном нагружении. Поэтому очевидно, что, используя обычно имеющиеся данные о деформационнопрочностных свойствах полимерных материалов, инженер-конструктор должен в значительной мере полагаться на интуицию и опыт, что часто приводит к перестраховке или к ошибкам при конструировании изделий. [c.152]

Пластификаторы могут увеличивать хрупкость полимера, если полимер имеет вторичный переход в стеклообразном состоянии, интенсивность которого уменьшается при введении пластификаторов [100—104]. Типичными примерами являются поликарбонат и поливинилхлорид, введение в которые небольших количеств пластификатора превращает их из пластичных материалов в хрупкие. Влияние пластификации и введения в полимерные цепи гибких звеньев (структурная пластификация) в кристаллизующихся пдлимерах носит более сложный характер, чем в аморфных, причем эффект структурной пластификации может оказаться противоположным эффекту обычной пластификации. Пластификаторы понижают и плотность аморфной фазы и незначительно понижают степень кристалличности. В результате этого модуль упругости пластифицированного полимера, предел текучести или разрушающее напряжение уменьшаются, а удлинение при разрыве обычно повышается. Структурная пластификация резко уменьшает степень кристалличности, сокращает размер сферолитов и повышает или понижает Т .. Влияние каждого из этих факторов на деформационно-прочностные свойства полимеров уже обсуждалось. Обобщенный эффект влияния этих факторов иллюстрируется данными табл. 5.1 для сополимеров этилена с винилацетатом [105]. [c.168]

В качестве примера влияния анизотропии на деформационные п прочностные свойства полимеров приведем, полученные нами зависимости предела прочности (рассчитанного на начальное сечение) и удлинения при разрыве е от температуры для одиоосно ориентированной пленки из фторопла1рта-4. [c.136]

Механические характеристики. Для конструкционных материалов в первую очередь необходима информация об их деформационных свойствах. Основные технологические и эксплуатационные свойства полимеров в широком температурном интервале оценивают методом термомеханических кривых, предложенным А. П. Александровым и Ю. С. Ла-зуркиным для периодических деформаций (1939 г.), В. А. Каргиным и Т. И. Со-головой для статических деформаций (1949 г.). На рис. 2.2 приведены термо- [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...