химический каталог




Физика полимеров

Автор Г.М.Бартенев, С.Я.Френкель

ависимости на ось напряжений дает равновесное напряжение,, которое в отсутствии химических процессов было бы истинным равновесным, соответствующим неизменной структуре пространственной сетки. Следовательно, условно-равновесное напряжение можно считать равновесным, отнесенным к неизменному начальному состоянию материала, и применять к нему термодинамические соотношения.

О0,02 -0,04 -0,06Q,Qb

Термодинамические соотношения, полученные для полимерных сеток, можно в отдельных случаях применять для лиРис. V. 2. Кривая длительной релаксации напряжения сш«-того серой бутадиенстнро-льного эластомера при растяжении (100 %) и 363 К

20

нейных несшитых полимеров. Деформация таких полимеров состоит практически из высокоэластической и вязкой составляющих (чисто упругой частью деформации можно пренебречь). В некоторых случаях удается обе составляющих деформации полностью разделить, например, при установившемся режиме течения, когда наблюдается равновесие между числами неразрушенных и разрушенных физических узлов. В последнем случае к высокоэластической составляющей деформации, не зависящей от времени, а только от приложенного напряжения, могут быть применены термодинамические соотношения.

Таким образом, термодинамическая теория высокоэластической деформации применима к полимерам в тех случаях, когда химическими процессами и текучестью можно пренебречь или учесть их каким-либо способом. Далее термодинамическое рассмотрение проводится конкретно на сшитых эластомерах, у которых в определенных условиях текучестью и процессами деструкции или структурирования можно пренебречь.

V. 2. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СЕТОК (РЕЗИН)

Резины — это сшитые полимеры с гибкими цепями, имеющие температуру стеклования ниже 273 °С. Поперечные химические связи (узлы сетки) не позволяют цепям при деформации скользить относительно друг друга. Поэтому необратимые (вязкие) деформации у резины практически не возникают. При деформации такой полимерной сетки возникают высокоупругие напряжения, которые обычно называют высокоэластическими. Кроме того, возникают и напряжения, вызываемые силами внутреннего трения. В связи с этим прн деформациях на диаграмме растяжение — сокращение возникает петля гистерезиса. Однако, если деформацию проводить медленно, то петля гистерезиса уменьшается, и при очень медленных процессах деформации (в пределе при равновесной деформации) она практически исчезает, и резина ведет себя как упругое тело. Именно для этого режима деформации применимы соотношения термодинамики.

Рис. V. 3. Температурная зависимость равновесной силы F сшитого эластомера в состоянии растяжения при заданной длине

L=const

В ысокоэластичность резины связана с изменением конформаци-онной энтропии полимерных цепей при деформации, тогда как упругость обычных твердых тел связана с изменением внутренней энергии. Термодинамический подход к анализу равновесной деформации позволяет сделать некоторые заключения о законе деформации резины.

Рассмотрение термодинамики растяжения полимерных сеток проводят, используя гельмгольцеву энергию резины 4я [87]. Основное термодинамическое соотношение записывается в следующей форме (см. Приложение I):

dV-SdT - pdV + F dL. (V.I)

Зависимость растягивающей силы F от длины L растянутой резины задается уравнением

F = (dV/dL)

Т, V

(V.2)

По аналогии с газами, для которых р — —(d4ffdU)T — есть уравнение состояния газа, выражение (V. 2) может быть названо уравнением состояния полимерной сетки.

В недеформированном состоянии при L — Ln гельмгольцева энергия минимальна, что соответствует условию (d4f/dL)T, v = 0 и, следовательно, F = 0.

Для малых деформаций выражение (V. 2) можно разложить в ряд Тейлора

F = {<№!dL*)TtViU(L-Lt) + .... (V.3)

Если отбросить малые члены высшего порядка, то сила будет в первом приближении пропорциональна удлинению, что соответствует закону Гука.

Для изотермических процессов

d4 = dU-T dS. (V. 4)

Поэтому силу можно представить в виде разности двух членов:

F = (дУ/

страница 76
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224

Скачать книгу "Физика полимеров" (3.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
agb 50-90
купить комплектующие для компьютера
скамейка парковая овальная
кресла с реклайнером для кинотеатра

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.08.2017)