Деформация полимеров

Рис. 1.33. Кривая деформации полимера под действием постоянного напряжения

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]

А с к а д с к и й А. А., Деформация полимеров, Химия , 1973. [c.336]

Некоторые дополнительные сведения о деформации полимеров в стеклообразном состоянии при напряжениях, способных вызвать вынужденную эластичность. Обсудим детальнее деформацию образца в каждой из температурных областей. [c.345]

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]

Деформация полимеров, находящихся в кристаллическом состоянии. Кристаллические полимеры при малых деформациях ведут себя, как обычные твердые тела, при больших же деформациях претерпевают фазовый переход от изотропной фазы к ориентированной. [c.350]

Для расчета абсолютного уровня температурных полей в случае применения степенного закона необходима, по нашему мнению, количественная оценка соотношения вязкой (необратимой, диссипативной) и упругой составляющих энергии, затрачиваемой на деформацию полимера. Это можно выполнить, если исходить из соотношения между средним временем релаксации и временем переработки полимера. Тогда решение системы (2)—(4) с учетом уравнения (6) возможно во всех случаях, кроме тех, когда вязкоупругость полимеров приводит к значительной аномалии гидродинамической обстановки процесса, как это бывает, например, в дисковых и комбинированных экструдерах. Тогда система уравнений (2)—(4) должна решаться совместно с уравнением состояния (7) или ему подобным. [c.99]

Макромолекулы полимера (или его структурные, строительные элементы) находятся, как и в любом другом веществе, в постоянном температурном движении. Чем ниже температура, тем меньшей подвижностью обладают строительные элементы полимера. Реакция полимерного тела на действие внешней силы всегда находится в тесной связи с данной степенью подвижности структурных элементов, поэтому с понижением температуры (следовательно, с понижением подвижности) повышается напряжение, необход имое для деформации полимера. [c.17]

В результате сближения ориентированных элементов макромолекул увеличиваются межмолекулярные силы, приводящие к возрастанию прочности полимера на последнем этапе деформации ( D). На этом этапе наряду со скольжением молекул распрямляются углы между валентными связями. Отдельные этапы процесса растяжения образца сопровождаются изменением упругости полимера, которая имеет минимальное значение на втором этапе в зоне текучести и достигает максимального значения на последнем этапе. Следует отметить, что процесс распрямления углов между валентными связями выпрямленных линейных молекул и, очевидно, обратный процесс — протекают моментально, а явления выпрямления свернувшихся молекул и скольжения молекул продолжительны. Последовательное наложение различных этапов деформации полимера приводит к тому, что изменение расстояния между молекулами после растяжения достигает 200%, результатом чего является снижение величины коэффициента Пуассона (ц). [c.19]

Фиг. п. 8. Механическая мо-дель деформаций полимеров [c.21]

Фиг. II. 9. Зависимость деформации полимеров от времени

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]

Деформация полимеров, т. е. переход кинетических структурных единиц (звеньев, сегментов, всей макромолекулы, различных морфологических форм надмолекулярных образований) в новое равновесное состояние под действием механических сил, описывается не одним, а целым набором времен релаксации, или спект-, ром релаксации. Тип и величина деформации зависят от соотношения времени релаксационных переходов и времени воздействия внешнего механического поля. [c.97]

Величина деформации полимеров зависит от температуры и скорости приложения нагрузки. Для аморфных полимеров характерно снижение прочности с увеличением температуры (при постоянной скорости деформации) и сростом скорости приложения нагрузки (при постоянной температуре) (рис. 9.4). Стеклообразные и кристаллические полимеры могут подвергаться ориентационному упрочнению, которое заключается в ориентации структуры полимера, находящегося в высокоэластичном или вязкотекучем состоянии, при статиче- [c.149]

Объяснение наблюдаемых закономерностей изменения скорости диффузионных процессов при деформировании полимерных образцов с учетом влияния температурного фактора может быть осуществлено на основе представлений об изменении параметров свободного объема или термодинамических параметров, характеризующих энергетическое состояние системы. При этом основной задачей следует считать установление количественных зависимостей между параметрами процессов, оцененных независимо при исследовании деформации полимеров и диффузии низкомолекулярных веществ в полимерах. [c.88]

Уравнение (11.28) описывает диффузионный процесс в условиях эластической деформации полимера. При температурах ниже температуры стеклования резко меняется подвижность полимерных макромолекул, высокоэластические деформации отсутствуют, что приводит к изменению самого механизма диффузии [42, с. 284]. В этом случае можно записать следующие граничные условия интегрирования уравнения (П.28) [c.91]

Если изделия подвергаются механическим нагрузкам (деформациям), то необходимо определить зависимость параметров D и Р от действующих на материал механических напряжений а или деформаций е (по ГОСТ 18060—72 и 18059—72). Выше было установлено, что механические напряжения и деформации в значительной мере влияют на скорости диффузионных процессов низкомолекулярных веществ в полимере, и процессы могут замедляться или ускоряться при деформации полимера. [c.106]

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]

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]

Для полимеров характерна более резко выраженная температурно-временная зависимость механических свойств по сравнению с другими материалами, например металлами. Эта зависимость обусловлена вязкоупругой природой деформации полимеров. Под этим подразумевается поведение, суммирующее свойства вязкой жидкости, в которой скорость деформации пропорцио- [c.13]

Для понимания некоторых особенностей диаграмм напряжение—деформация полимеров полезно проанализировать поведение простых моделей. На рис. 5.1 показаны диаграммы напряжение—деформация для четырех простейших моделей при двух скоростях растяжения [1]. Поведение пружины (рис. 5.1, а) характеризуется постоянным модулем упругости, не зависящим от скорости растяжения, т. е. ее деформации подчиняются закону Гука. Начальный угол наклона диаграммы является константой, пропорциональной модулю упругости. В противоположность пружине демпфер не обладает упругостью, и сила сопротивления движению в нем поршня пропорциональна скорости растяжения (рис. 5.1, б). Деформация модели Кельвина— [c.153]

Диаграмма напряжение—деформация полимера описывается уравнением о = 31 10 (1 — е/0,1) е, где а измеряется в Па. Относительное удлинение при пределе текучести полимера равно 0,05. Чему равна энергия разрушения этого материала Будет ли он иметь высокую ударную прочность [c.193]

Из-за механических потерь при деформации полимеров температура в образце при усталостных испытаниях обычно выше температуры окружающей среды. Количество энергии, рассеиваемой в образце в единицу времени, пропорционально модулю механических потерь частоте и квадрату амплитудного значения деформации или напряжения. [c.205]

Ниже приведены данные о влиянии наполнителя и величины напряжения на теплостойкость полиэтилена (за теплостойкость принята температура, при которой деформация полимера превысит 1 -( ) [c.251]

Вопрос О возможности описания процессов упругого последействия с помощью тех или иных феноменологических теорий остается до настоящего времени не вполне выясненным. Однако имеются работы [7—9], где содержатся высказывания о пригодности теорий линейной вязкоупругости для описания деформационного поведения высокополимеров в этой области. Так, в статье [7] Г. Л. Слонимский, ссылаясь КЗ неопубликованные работы Петрова, говорит о пригодности теории линейной наследственности Больцмана — Вольтер-ра для деформаций полимеров до 200—250%. К аналогичным выводам приходят также авторы работ [8] и ([9]. При исследованиях высокоэластических деформаций необходимо иметь в виду следующее 1) при больших деформациях в реологические уравнения следует подставлять напряжения, подсчитанные на деформированное, а не начальное сечение 2) конечные деформации в отличие от малых могут определяться различным образом. При этом диапа- [c.135]

Скорость относительного скольжения, как известно, влияет на износ через температуру трения, а самостоятельное ее влияние на износ обусловливается тем, что скорость микродеформаций на контакте прямо связана со скоростью скольжения. Так, скорость деформации полимеров примерно по логарифмическому закону влияет на их упруго-прочностные и фрикционные свойства, которые в свою очередь определяют износ. При изменении скорости относительного скольжения, как и при изменении температуры, при переходах от высокоэластического состояния в стеклообразное и обратно у полимеров резко изменяются механические свойства и соответственно их износостойкость. Таким образом, в случае упругого контакта величина износа и характер его зависимости от внешних факторов определяются упруго-прочностными и фрикционными свойствами материалов с учетом температурно-временных зависимостей этих свойств. [c.9]

Температура размягчения разм) Температура, при которой происходит деформация полимера без нагрузки [c.227]

Температура качала пластичности (Гила с т) Температура, при которой происходит пластическая деформация полимера при небольшой нагрузке [c.228]

Теплостойкость по Вика ( Г Вика) Температура, при которой происходит пластическая деформация полимера под нагрузкой 5 кгс/см (0,5 МПа) [c.228]

Теплостойкость по Мартенсу Март) Температура при которой происходит пластическая деформация полимера под нагрузкой 50 кгс/см (5 МПа) [c.228]

Было установлено, что даже при сравнительно небольших деформациях полимеров в процессе их эксплуа- [c.345]

Деформация полимеров в стеклообразном состоянии при напряжениях меньшетех, которые вызывают вынужденную эластичность. Выше обсуждалась деформация аморфных полимеров в стеклообразном состоянии при больших напряжениях, способных вызвать вынужденную эластичность. Рассмотрим теперь бегло [c.347]

Следует иметь в виду, что в процессе эксплуатации происходят циклические сдвиги фторопластовой оболочки относительно жесткой. Однако это нежелательное явление лишь в редких случаях вызывает излом футеровки в предфланцевом поясе. Температурные деформации полимера и металла в какой-то мере компенсируются податливостью первого и геометрической формой изделия, не вызывая опасных местных перенапряжений. При желании связать цельнопрессованную оболочку с армирующим кожухом последняя изготовляется двухслойной, с пористым подслоем и приклеивается. [c.108]

Температура существенно влияет на процесс изнашивания, что обусловлено изменением упругопрочностных и фрикционных свойств полимеров и интенсификацией физико-химических процессов, происходящих в поверхностных слоях трущихся тел. Температурная зависимость изнашивания рассматривается как сложная совокупность температурных зависимостей основных свойств материала. Скорость скольжения при трении, влияя на изнашивание через температуру, имеет также самостоятельное значение, поскольку скорость деформаций в точке контакта прямо связана со скоростью скольжения. Известно, что скорость деформации полимеров влияет на их упругопрочностные и фрикционные свойства. С увеличением температуры [c.66]

Деформация полимеров зависит также от скорости нагружения и температуры. При Т<Т деформационные кривые кристаллических и стеклообразных полимеров подобны. Полимеры с кристаллическим и стеклообразным строением могут быть ориентированы термомеханическим воздействием. При медленном растяжении таких полимеров, находящихся в высокоэластичном или вязкотекучем состоянии Т> Т , макромолекулы и элементы надмолекулярных структур могут ориентироваться в силовом поле, приобретая упорядоченную структуру (текстуру). Различают оЭяо-(волокна) и многоосную (пленки ориентации. [c.128]

Таким образом, в отличие от механических методов оценки суммарной структурной напряженности деформированных полимеров, кинетика диффузионного переноса низкомолекулярных веществ в деформированных полимерных материалах оказывается избирательно чувствительной к напряженности отдельных структурных элементов, обладающих достаточной эластичностью. Этим можно объяснить различный характер зависимостей (см. рис. II.9 и 11.10), поскольку, как было показано выше, в процессе релаксации увеличивается энтропийная составляющая энергии за счет уменьшения внутренней энерсии деформации. Чувствительность к этому изменению диффузионных и механических характеристик различна. Данное предположение обосновывается еще и тем обстоятельством, что деформация полимера значительно меньше сказывается ка изменении сорбционных, чем диффузионных кинетических процессов. [c.78]

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]

Термические коэффициенты расширения полимеров значительно больше, чем большинства жестких наполнителей. Это различие в термических коэффициентах расширения компонентов, образующих композиционные материалы, обусловливает проявление нескольких важных эффектов. Так, при охлаждении композиции от температуры переработки или отверждения до температуры эксплуатации полимерная фаза обжимает частицы наполнителя. Это препятствует проявлению подвижности фаз по границе раздела даже при слабой адгезионной связи, особенно при небольших напряжениях. Поэтому в большинстве случаев модуль упругости композиций одинаков при хорошей и плохой адегезион-ной связи полимер—наполнитель. Полимер вблизи поверхности частиц наполнителя может подвергаться большим окружным растягивающим термическим напряжениям. Если диаграмма напряжение—деформация полимера линейная, модуль упругости композиции оказывается ниже расчетного, и относительный модуль возрастает с повышением температуры [43]. Обжатие полимером наполнителя может быть столь большим, что растягивающие напряжения вызовут образование трещин и снизят прочность композиции. [c.253]

На молекулярные процессы, развивающиеся в полимерах при воздействии электрических разрядов, существенно влияют механические деформации полимера, уменьшающие интенсивность рекомбинации п сшивки макрорадикалов и изменяющие скорость окислительных реакций. Как правило, даже малые растягивающие напряжения (если они пе вызывают ориентации полимерных цепей) увеличивают скорости окнслительно-деструктвпых процессов н препятствуют сшивке полимерных цепей, что значительно изменяет электрические характеристики полимеров и ускоряет электрическое старение. [c.61]

Теплостойкость по ASTM D 648 Температура, при которой происходит пластическая деформация полимера под нагрузкой 18,5 кгс/см (1,85 МПа) [c.228]

Рис. 8.35. Заформовывание в корпусную деталь полимерной втулки сгибанием буртика с помощью ультразвука 1 — корпус 2 — втулка 3 — ультразвуковой инструмент а — перед сборкой б — после сборки Сущность формования буртика с помощью ультразвука может быть объяснена следующим образом. В условиях высокочастотных переменных напряжений наблюдается явление гистерезиса, эффект которого тесно связан с релаксационным характером эластичности. В общем случае относительная деформация полимера складывается из упругой деформации эластической деформации и пластической то есть + р ..

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...