Упругие свойства эластомеров

ВЛИЯНИЕ СИЛАНА НА УПРУГИЕ СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРА ЕРОМ [c.168]

Упругие свойства эластомеров [c.67]

Глава 5. УПРУГИЕ СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРОВ [c.56]

В последующих параграфах будет изложен феноменологический подход к описанию упругих свойств эластомеров. Основанный на принятии тех или иных формальных зависимостей, он позволяет с необходимой точностью описывать аналитически наблюдаемую в экспериментах деформацию эластомеров. [c.66]

Детали насосов из полиуретановых эластомеров, работающие в режиме ИП. Эластичные уплотнительные устройства в подвижных соединениях машин, оборудования и приборов применяют на протяжении многих лет. Современная техника предъявляет к уплотнениям все более высокие требования повышаются нагрузки, скорость скольжения и температура, расширяется ассортимент сред, в контакте с которыми работают уплотнения. Так, уплотнения грунтовых и буровых насосов работают при давлении 30, а иногда и 50 МПа. Перекачиваемая среда таких насосов, как правило, имеет большое содержание твердых частиц (до 30 % по объему). Традиционные уплотнительные материалы (резиновые, хлопчатобумажные, асбестовые и др.) уже не выдерживают подобных условий работы и быстро выходят из строя в результате износа трущихся поверхностей, потери упругих свойств и общей деградации. [c.301]

Рассмотрим стержень из эластомера, принимая условие несжимаемости. Считая, что поперечное сечение в силу изотропии упругих свойств деформируется во всех поперечных направлениях одинаково, находим из условия несжимаемости J = = 1- [c.274]

Одно из комбинированных УПС показано на рис. 4.1, е. Здесь основным уплотняющим элементом является манжета 1 из композиционного эластомера, силовым — резиновое кольцо 2, сохраняющее упругие свойства при низких температурах, защитным - кольцо [c.154]

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]

Частным случаем является упругость. Идеально упругие тела полностью возвращаются в исходное состояние после разгрузки независимо от нагрузки и температуры. Упругость является реальным свойством большинства конструкционных материалов в определенном диапазоне нагрузок и температур. Нужно различать линейную и нелинейную упругость (рис. 9.1). Линейная упругость характерна для традиционных строительных материалов, большинства сплавов на металлической основе, нелинейная упругость — в основном для полимерных материалов (эластомеров, резин и др.). [c.148]

Резина — эластичный материал — эластомер, получаемый путем вулканизации каучука, являющегося органическим полимером. Эластичность есть свойство материала сильно удлиняться при растяжении без значительного остаточного удлинения при снятии нагрузки за счет большой упругости. Резина получается из особого полимера — каучука, имеющего двойные связи. Наличие двойных связей обеспечивает вулканизацию — поперечную сшивку молекул каучука за счет взаимодействия с серой, вводимой в сырую резиновую смесь. [c.210]

В табл. 21 сопоставляются модули упругости при растяжении двух наполненных систем из эластомера ЕРОМ, вулканизованных серой и перекисью соответственно. В процессе изготовления 1% (от веса полимера) каждого указанного в таблице силана вводился на мельнице с двумя барабанами во время добавления наполнителя. Свойства определялись стандартными методами (полные [c.168]

По величине модуля упругости при растяжении наполненных эластомеров можно сделать вывод о том, что обработка О-силаном различных наполнителей дает аналогичный эффект, в то время как данные о прочности на разрыв свидетельствуют о различной чувствительности наполнителей к силану. Так, в случае двуокиси кремния, получено максимальное улучшение свойств глины ведут себя различно, а взаимодействие силана с двуокисью титана неожиданно привело к значительному росту прочности на разрыв. Влияние же силана на карбонат кальция оказалось незначительным, и свойства системы с этим наполнителем близки к свойствам ненаполненного полимера, обработанного П-силаном. [c.172]

Если лежит выше комнатной температуры (Гк), то при Тк полимер представляет собой жесткий материал с модулем упругости порядка Ш Пa. Полимер представляет собой вязкую жидкость или эластомер, если его лежит ниже комнатной температуры. Молекулярная масса практически не влияет на величину модуля упругости ниже Тс- Если молекулярная масса достаточно велика, как это имеет место для большинства важнейших полимеров, к механическим свойствам которых предъявляются высокие требования, падение модуля упругости при Те также практически не зависит от молекулярной массы. За исключением полимеров с очень [c.42]

Наполненные пены исследованы в работе [120], а пропитанные маты—в работе [121]. Важным фактором, определяющим механические свойства пропитанных матов, является расстояние между точками соединения проволоки, которое в некотором смысле аналогично длине полимерных цепей между узлами сетки, в решающей степени определяющей упругость эластомеров. Большое число полимер-полимерных композиций с взаимопроникающей структурой исследовано в работах [122—128]. Такие композиции получали механическим смешением двух полимеров или Набуханием вулканизованного каучука в мономере с последующей его полимеризацией. Обе фазы при этом являются непрерывными. [c.288]

Восполняя пробел в монографической литературе. К- Ф. Черных уделяет глубокое внимание описанию механических свойств резиноподобных материалов (эластомеров). В книге содержатся аналитические (эталонные) решения задач нелинейной теории упругости, проливающие свет на их характерные свойства. Полученные разрешающие соотношения показаны в работе , на примерах решений ряда задач, возникающих при рассмотрении реальных изделий и конструкций. [c.3]

Число сегментов в макроскопических частях эластомера достаточно велико, поэтому эластомеры можно рассматривать как макроскопически однородную систему. Для изучения свойств систем из большого числа частиц эффективно использовать подходы термодинамики и статистической физики. Описание поведения эластомера с этих позиций основано на том, что реализуемость его микроскопического состояния носит вероятностный характер. Наиболее вероятными микросостояниями являются состояния термодинамического равновесия. Вероятностное поведение эластомера, как и всякой термодинамической системы, отличает его от детерминированного поведения, рассматриваемого в классической механике. Покажем, что в термодинамическом смысле физическая природа упругости эластомеров отличается от традиционных материалов, например, металлов, и связана прежде всего с изменением энтропии, а не внутренней энергии твердого тела [63, 72, 249]. [c.70]

При рассмотрении задач прочности для эластомеров (резиноподобных материалов) следует учитывать специфику структуры эластомеров. Обычно при расчетах считают, что эластомеры — это упругие материалы, способные выдерживать (испытывать) большие обратимые деформации, не учитывая, с одной стороны, неоднородную структуру большинства эластомеров, которая может изменяться в процессе деформирования, а с другой их вязкоупругие свойства. [c.325]

Особую группу полимеров составляют каучуки, на основе которых создают различные эластомеры, обладающие способностью к большим упругим деформациям (резина, полиуретан, фторопласт и др.). Свойства полимеров в большей степени зависят от различных наполнителей, которые позволяют создавать композиционные материалы применительно к заданным условиям эксплуатации (текстолит, гетинакс, асботекстолит и др.). [c.70]

Для описания упругих свойств эластомеров (в основном резин) было предложено множество вариантов закона упругости. Пред-ставлете о состоянии вопроса могут дать публикации [4, 69, 72, 92], а также приведенные в них библиографические ссылки. [c.68]

Муфты с упругими элементами из эластомеров технологичнее, чем со стальными. Зато ресурс неметаллических упругих элементов меньще, чем стальных. Резина вследствие структурных изменений, ускоряемых внешними воздействиями, постепенно меняет свои упругие свойства. [c.430]

Свойства эластомеров, наполненных двуокисью кремния, значительно улучшаются при введении 1 —1,2% (от массы полимера) Н-силана в процессе размола (табл. 26). Так, модуль упругости при растяжении композита увеличивается на 150—300%, остаточная деформация снижается на 30—40%, а сопротивление истиранию (по Пико) возрастает на 55—70%. Таким образом, с помощью силановых аппретов можно повысить механические свойства, которые характерны для композитов, содержащих несажевые наполнители. Такие композиты используют для изготовления целого ряда транспортных средств и механизмов. [c.175]

Натуральный каучук. Натуральный каучук обладает наибольшей среди испытанных до сих пор эластомеров радиационной стойкостью. Облучение вызывает сшивание натурального каучука. Упругие свойства ухудшаются, а твердость увеличивается. То же самое происходит при перевул-канизации. При длительной вулканизации жесткость натурального каучука становится сравнимой с жесткостью стекла. Зисман и Бопп [90] обнаружили, что аналогичные результаты получаются и при длительном облучении. [c.77]

В зависимости от упругих свойств полимеров и эластомеров ГПМ могут быть подразделены на жесткие, полужесткие н эластичные. [c.142]

Упруго-гистерезисиые свойства эластомера можно выразить достаточно полно совокупностью двух показателей — динамического модуля В и угла потерь ф, определив В отношением амплитуды напряжения к амплитуде деформации [c.72]

В ряде работ [43, 44, 91, 95, 96, 160, 179, 199] приведены экспериментальные данные, в основном для ТРМЭ с плоскими слоями, которые показывают, что при сжатии ТРМЭ наблюдается нелинейная зависимость сила — осадка уже при малых деформациях в несколько процентов. Большинство авторов объясняют это явление физической нелинейностью закона упругости. Считают, что в сжатом слое, ввиду стесненности его деформации граничными условиями на лицевых поверхностях, развиваются большие напряжения гидростатического давления, влияющие на механические свойства эластомера. [c.21]

К эластомерам относятся материалы, проявляюгцие высокоэластическое поведение, такие, как каучуки, резины, тер-моэластопласты, полиуретан и др. Под высокоэластическим поведением понимают способность сильно упруго деформироваться под действием сравнительно небольших внешних напряжений и восстанавливать свою форму после снятия нагрузки. Обратимые упругие деформации эластомеров могут достигать нескольких сотен процентов, а величина модуля упругости не превышает 10 МПа. Типичная диаграмма растяжения резины приведена на рис. 1.33. Кроме того, эластомеры относительно несжимаемы. Это свойство обусловлено тем, что деформация эластомеров не связана с изменением расстояния между атомами, а, следовательно, и с изменением плотности материала. [c.68]

Существуют пластические массы — эластомеры, которые обладают способностью деформироваться в значительных пределах, имеют так называемую высокоэластическую деформацию. Высокоэластическая деформация исчезает при снятии нагрузки, но от обычной упругой деформации отличается по величине и по механизму проявления. Напомним, что упругая деформация стали составляет около 0,1% и резко отграничена пределом текучести. Деформация эластомеров может превысить 1000 , а модуль их упругости очень мал и колеблется в пределах 20—200 кГ1см . При растяжении высокоэластичных тел зависимость между напряжением и деформацией не является линейной. Диаграмма деформации здесь имеет вид кривой, напоминающей по форме букву 5 (рис. 184). Таким образом, высокоэластические деформации не подчиняются закону Гука, и модуль упругости эластомеров является переменной величиной. Для суждения об упругих свойствах высокоэластичных материалов на основании кривой растяжения обычно пользуются значением [c.309]

Деформаций эластомер может Испытывать упругие и высоко ла-стичные деформации. Это явление называется механическим стеклованием (соответствует температуре в отличие от структурного стеклования при температуре характерного замораживанием при отсутствии механических воздействий. Во всех случаях 1 С..Л е- Эластомеры в стеклообразном состоянии ведут себя подобно нехрупким металлам. Каучуки, на основе которых изготовляются резины, делятся на кристаллизующиеся и некристаллизующиеся при низких температурах. Свойства резин этих двух групп существенно отличаются. В уплотнительной технике применяются преимущественно некристаллизующиеся наполненные резины. Зависимость прочности наполненных некри-сталлизующихся резин показана на рис. 31, г (кривая 2). Введение активного наполнителя смещает максимум прочности резины с температуры стеклования почти на всю область эксплуатации материала. Причины этого явления рассматриваются в различных теориях упрочнения резин [19, 4, 42, 48]. [c.53]

Большинство полимеров или полностью аморфны или содержат аморфную компоненту, даже если они кристаллизуются. Такие полимеры ниже определенной температуры, известной как температура стеклования Т , являются твердыми и жесткими стеклами. При температуре выше Т , по крайней мере при малых или средних скоростях деформирования, аморфные полимеры представляют собой эластомеры или очень вязкие жидкости. В области стеклования механические свойства полимеров претерпевают наиболее резкие изменения. Так, модуль упругости может измениться более чем в тысячу раз. Поэтому аморфных полимеров является их важнейшей характеристикой с точки зрения механических свойств. В области заметно изменяются и другие физические свойства полимеров — коэффициент термического расширения [20, 21], теплоемкость [20, 22], коэффициент преломления [23], магнитные [27] и электрические свойства [25—27]. Таблица значений Т . важнейших полимеров приведена в Приложении 3. Эластомеры или каучуки имеют ниже, а жесткие стеклообразные полимеры — выше комнатной температуры. Значение Тс может варьироваться от —123 °С для полидиметилсилок-сана до 100 °С для полистирола и до 300 °С или даже выше температуры деструкции для жесткоцепных плотно сшитых поли- [c.23]

В рамках темы этой книги рассмотрена лишь упругость эластомеров. В первых двух параграфах кратко изложены вопросы, связанные со структурой полимеров и их механическими (физическими) свойствами. Избранная форма изложения рассчитана на читателя, четко не отличающего винипласт от Винипуха. Последующие параграфы, отвечающие традиционному для механиков феноменологическому подходу, изложены в более строгой манере. [c.57]

Хотя рассмотренные выше задачи о прочности эластомеров, изменении их свойств в процессе нагружения полностью описываются с помощью аппарата теории многократного наложения больших деформаций, решать конкретные задачи данного типа крайне сложно. Одним из подходов может быть следующий. Считать, что микровключения (области, в которых изменились свойства материала) возникают мгновенно, но их возникновение не вызывает динамических эффектов 116, 120]. Считать, что раскрытие (возникновение) микропор также происходит мгновенно в смысле [120, 127]. Тогда постановка задачи может быть следующая. Пусть в нелинейно-упругом теле, находящемся в начальном состоянии, под воздействием внешних нагрузок возникли большие деформации и напряжения. Тело перешло в первое промежуточное состояние. Далее в этом теле мысленно намечается, по принятому исследователем предположению, несколько замкнутых поверхностей (будущие границы включений). Внутри частей тела, ограниченных этими поверхностями, скачкообразно меняются механические свойства материала. В результате внутри образовавшихся включений и в некоторой их окрестности возникают большие деформации, которые накладываются на большие начальные деформации, уже имеющиеся в теле. Тело переходит во второе промежуточное состояние. Изменяется и форма граничной поверхности включения. Причем форму включений можно либо наметить в первом промежуточном состоянии, либо считать заданной во втором промежуточном состоянии (это две разные задачи). Затем данная процедура может повториться при образовании новой группы включений. [c.330]

В резинометаляических уплотнениях оптимально используются свойства материалов — высокая герметизирующая способность эластомеров и сохранение упругости металлов в широком диапазоне температур 9 в течение длительного срока г. Выполняя функции активного уплотнения, резинометаллические прокладки имеют повьппенные надежность и ресурс благодаря дублированию элементов. [c.147]

Помимо указанных пластических масс, необходимо отметить искусственное волокно (нейлон) и еще одну разновидность неметаллических материалов — резиноподобные массы, поскольку и нейлон и резина обладают исключительно интересными своеобразными механическими свойствами. Искусственные каучуки и резины, изготовленные на основе так называемых эластомеров (высокоэластичных синтетических смол), являются наряду с пластмассами важнейшими материалами, без которых немыслимо развитие современной техники. Широко известны упругость, эластичность, демфирующие свойства резиноподобных материалов. Длина разорванного образца может быть увеличена растяжением до восьми крат, а после снятия растягивающей нагрузки она может возвратиться почти к исходной величине, причем объем образца при этих сверхдеформациях остается практически неизменным. [c.11]

В монографии обобщены литературные данные и собственные экспериментальные и теоретические результаты авторов в области упруго-пластических, прочностных и кинетических свойств материалов различных классов при ударно-волновом нагружении, приведены необходимые сведения из механики сплошных сред, обсуждается современная техника экспериментов. Суммированы результаты экспериментальных исследований и расчетные модели вязко-упруго-нластической деформации и разрушения материалов различных luia oB, включая металлы и сплавы, хрупкие керамики и горные породы, монокристаллы и стекла, полимеры и эластомеры, в ударных волнах. Представлено несколько наиболее важных примеров полиморфных превращений веществ в ударных волнах. Анализируется механический эф кт взаимодействия импульсов лазерного и корпускулярного излучения с веществом. Представлен обзор уравнений состояния и кинетики разложения взрывчатых веществ в ударных и детонационных волнах. Подбор и изложение материала ориентированы на расчетное прогнозирование действия взрыва, высокоскоростного удара, импульсных лазерных и корпускулярных пучков. В мо1юграфию включены сведения справочного характера. [c.1]

Резина — эластичный материал, получаемый путем вулканизации каучука, являющегося органическим полимером. По особенностям своих механических свойств— эласпичности она относится к так называемым эластомерам. Эластичность есть свойство материала сильно удлиняться при растяжении без значительного остаточного удлинения прн снятии нагрузки за счет большой упругости. Раньше резину изготовляли (исключительно из натурального каучука, получаемого нз сока растений — каучуконосов (преимущественно древовидных, произрастающих в странах с тропическим климатом), сок которых (латекс) представляет собой водную эмульсию каучука с примесью некоторых солей, белковых и сахаристых веществ. Содержание каучука в латексе доходит до 37%. Полученный из латекса путем осаждения — коагуляции и последующей обработки, освобождающей его от вредных иримесей, каучук представляет собой материал, по своим свойствам еще сильно отличающийся от резины. Натуральный каучук есть полимер углеводорода — изопрена С5Н8 с таким строением [c.239]

Термопластичные полимеры в стеклообразном состоянии характеризуются низкой сопротивляемостью прорастанию трещин при ударном нагружении. Этот существенный недостаток можно устранить пластифицированием низкомолекулярными веществами или смешением с полимерами повышенной упругости. Однако в обоих случаях повышение ударопрочности сопровождается снижением жесткости, предела пропорциональности и теплостойкости материала. Удачной попыткой избежать этих осложнений явилось создание эласхифицированных и наполненных термопластов. В первом случае повышенная ударопрочность достигается диспергированием эластомера в непрерывной матрице из термопласта, во втором — наполнением волокнами различного типа. Эффект эластифицирования обеспечивается лишь в том случае, когда на границе контакта термопласт — эластомер создан переходный слой определенной толщины, обеспечивающий устойчивость текстуры композиционного материала и прорастание трещин в частицы эластомера. Хотя пока удалось создать небольшое число эластифицированных термопластов, значение этих материалов и перспективность такого направления в полимерном материаловедении исключительно велики. Анализу свойств этих материалов и их взаимосвязи с составом посвящена IV глава. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...