химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)

Автор главный редактор В.А.Каргин

т ДС-процесса) сохраняет специфику, обнаруженную при изучении влияния природы пластификации на термомеханич. свойства и стеклование пластифицированных полимеров. Введение неполярного

пластификатора понижает значения fmax для ДГ-и ДС-потерь и е' вследствие уменьшения объемного содержания полярных групп. Наличие полярных пластифицирующих примесей повышает е" как в области максимальных значений, так и вне их. При высоком содержании полярного пластификатора возможно появление области максимума е" и перегиба для е' при повышении темп-ры, связанных с релаксацией диполь-ной поляризации самого пластификатора.

Тщательная очистка полимера от низкомолекулярных примесей, играющих роль пластификатора (остатков растворителя, мономера, полярных спутников химич. реакции), повышает уд. электрич. сопротивление и электрич. прочность и понижает диэлектрич. потери.

В разбавленных и умеренно конц. р-рах полимеров обнаружены дипольные релаксационные явления, связь к-рых со структурными особенностями полимера и природой растворителя выяснена еще недостаточно.

Присутствие влаги в зависимости от ее количества и характера распределения в объеме полимера вызывает резкое изменение Д. с: понижаются Епр и ру, возрастают диэлектрич. потери, меняются темпе-ратурно-частотные зависимости е' и е", наблюдается сдвиг максимумов е" для ДС- и ДГ-потерь в сторону низких темп-р (пластифицирующее действие воды), возможно появление дополнительных областей релаксации дипольной поляризации.

Д. с. наиболее гидрофобных полимеров (политетрафторэтилен, в меньшей степени — полиэтилен, полистирол) при испытании в условиях повышенной влажности меняются незначительно, гл. обр. вследствие поверхностной конденсации воды. Гидрофильные материалы, особенно те, получение к-рых сопровождается образованием воды, нуждаются в тщательной сушке и герметизации в изделии, т. к. их Д. с. могут зависеть от влажности среды. Удаление влаги м. б. затруднено образованием прочных связей воды с макромолекулой (напр., водородных связей). Диэлектрич. характеристики ру, tg б, электрич. емкость конденсатора с данным полимером в качестве диэлектрика могут служить критерием качества сушки полимера.

Совместное действие повышенных температур и электрического поля вызывает электрическое старение полимера, к-рое выражается в понижении Епр и ру и увеличении диэлектрич. потерь со временем. Причиной электрич. старения является деструкция йолимера, вызванная или ускоренная электрич. полем (окисление, химич. превращения вследствие взаимодействия полимера с продуктами электрич. разряда или под действием повышенных темп-р и т. д.). Старение протекает более интенсивно в образцах, имеющих посторонние включения (наполнители, воздушные пузырьки и т. п.).

Изменение Д. с. полимеров под действием радиации связано с нарушениями структуры — образованием поперечных сшивок, деструкцией молекул, в результате к-рых появляются свободные ионы и радикалы. При этом возрастают электрич. проводимость и диэлектрич. потери и уменьшается Епр. Ионизирующее облучение ускоряет электрич. старение полимеров.

Лит.: Сканави Г. И., Физика диэлектриков (область сильных полей), М., 1958, С а ж и и Б. И., Электропроводность полимеров. М.— Л., 1964, Т а г е р А. А., Физико-химия полимеров, М., 1968; Электрические свойства полимеров, под ред. Б. И. Сажина, Л., 1970; Конструкционные свойства пластмасс, под ред. Э. Бвра, пер. с англ., М., 1967, Хиппель А. Р., Диэлектрики и их применение, пер. с англ., М.— Л., 1959, McCrum N. G, Read В. Е., Williams G., Anelastic and dielectric effects in polymeric solids, L , 1967.

Т. И. Борисова.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ полимеров (long-term strength, Dauerstandfestigkeit, resistance d'endurance) — продолжительность времени от момента нагружения до разрушения полимерного тела. Д. полимеров зависит от приложенной нагрузки и темп-ры опыта.

Д.— фундаментальная характеристика прочностных свойств материалов. Всестороннее изучение зависимости Д. от условий испытания (размера и вида напряжения о, темп-ры Т, режима нагружения, характера окружающей среды и др.) дает важную информацию о физич. природе разрушения, а следовательно, и о природе прочностных свойств твердых тел. Опытные данные о зависимости Д. от условий испытания должны быть положены в основу инженерных расчетов на прочность конструкций и деталей из любых твердых тел, в том числе и полимеров.

Само явление разрушения тел под действием постоянной нагрузки за нек-рое время иногда наз. статической усталостью или замедленным разрушением. Зависимость же Д. от темп-ры и напряжения наз. временнбй зависимостью прочности, температуря о-временнбй зависимостью прочности, долговременной прочностью.

Зависимость прочности от времени действия нагрузки характерна для всех материалов. Для полимеров же она, как правило, хорошо проявляется уже в области темп-р, близких к комнатной, и поэтому была обнаружена сравнительно давно при испытаниях пленок и волокон, а также блочных образцов из полимеров.

Исследования температурно-временной зависимости прочности широкого круга материалов (металлов, ионных кристаллов, силикатных стекол и полимеров) привели к установлению общей для всех твердых тел закономерности, связывающей долговечность т с действующим напряжением о и темп-рой Т (в К). Измерения проводились на установках, обеспечивающих в течение всего опыта постоянство темп-ры и механич. напряжения. Диапазон изменения Д. достигал 10 порядков — от 1 мсекдо 10 Мсек (от Ю-3 до 107 сек); области темп-р и напряжений были также достаточно широки.

Зависимости Д. от напряжения при комнатной темп-ре в полулогарифмич. координатах линейны (рис. 1). Аналитич. выражением таких зависимостей будет ф-ла

где Ana — константы для данного полимера (в данном его состоянии) при данной темп-ре.

При о-*0 ф-ла (1) неприменима, т. к. в этом случае нарушается линейная зависимость lgx—о (верхняя часть кривой 1 на рис. 5). Эго естественно, иначе бы оказалось, что при отсутствии нагрузки тело имеет конечное время жизни (в смысле механического раз7 рушения).

Высказываются соображения, что кривая lgT—о асимптотически приближается не к оси ординат, а к нек-рой прямой, отстоящей от этой оси на расстояние, к-рое принимается как «безопасная нагрузка». Это трудно проверить экспериментально и предположение о существовании безопасной нагрузки остается дискуссионным. Однако, если не касаться области малых

напряжении, для достаточно широкого диапазона напряжений зависимость lgx—О остается линейной, что и используется для анализа физич. природы разрушения.

30 40 50 о, ИГС/ММГ

Рис. 1. Зависимость долговечности полимеров от напряжения при комнатной температуре. 1 — полиметилметакридат (неориентированный); 2 — полистирол. Ориентированные волокна: з — поливинилхлоридные; 4 — вискозные; 5 — полиамидные (капрон): 6 — полипропиленовые (1 кгс/лш2== 10 Мн/м2).

Зависимости т(о) при ряде постоянных темп-р образуют в полулогарифмич. координатах семейство прямых, сходящихся при экстраполяции в одной точке (полюсе) при lgx0%—13 (рис. 2).

Выявление вида темп-рной зависимости Д. производится перестроением данных, подобных тем, к-рые приведены на рис. 2, в координаты

У -2 ?S16

lgx—-i-при ряде значений о. При таком перестроении получает-1014

160

Рис. 2. Зависимость долговечности ориентированных волокон поликапро-амида от напряжения при разных температурах: 1 — минус 110° С, 2 — минус 60° С, 3—18 °С, 4—80" С; 5 — 130° С (1 кгс/лш'яЮ Мн/м2).

СГ, КГС/ММ*

ся семейство прямых (рис. 3) с точкой пересечения (полюсом) на оси 1/Т=0 и при lgx0s;—13. Из наклона прямых

1 д lg т

lgx— TJT по ф-ле <У(сг)=2,ЗА; ? . (К — постоянная

А(т)

(2)

Больцмана) вычисляют значения U(o), по к-рым в координатах U—сг находят вид функции U(a) (рис. 4). Линейность зависимости U(o) позволяет найти экстраполяцией к а=0 значение U0 (к-рому, как будет видно из дальнейшего, придается смысл начального потенциального барьера) и записать

U(o) = U0-yo

где У — коэффициент, характеризующий степень снижения начальной энергии активации приложенным напряжением.

На основе данных рис. 2—4 можно получить общую формулу для Д., называемую иногда урав

Ж у р к о в а:

U (а)

т = т0нением

hT

и О-уа кт

т0е ki (3)

Экспериментальные данные, подобные приведенным на рис. 2—4, и описывающая их ф-ла (3) характерны для многих полимеров и др. твердых тел.

Систематич. изучение Д. различных по структуре и свойствам материалов, определение для разных материалов значений х0, t/0 и У позволили развить новые представления о природе разрушения твердых тел — кинетическую концепцию разрушения, а исходя из нее, разрабатывать термофлуктуационную теорию разруIGT З/ 0/ шения.

Экспериментальное обнаружение того, что временная

40

I

г 20

1-30

40 80 120 160 О.КГС/ММ*

Рис. 3 (слева). Зависимость долговечности ориентированных полиамидных волокон (капрон) от температуры при разных напряжениях: J — 1200 Мн/м2 (120 кгс/ммг);

2—900 Мн/м' (90 кгс/мм2), 3—600 Мн/м2 (60 кгс/мм2). Рис. 4 (справа). Зависимость энергии активации процесса разрушения от напряжения для ориентированных полиамидных волокон (капрон) (1 ккал/МОЛЪ5=Ь,2 кдж/моль; 1 кгс/лии2я:10 Мн/м1).

зависимость прочности присуща всем подвергавшимся исследованию материалам, привело к выводу, что существовавшие ранее представления о разрушении как критич. явлении, наступающем при достижении критич. напряжения (предела прочности), не отражают истинной природы явления. Разрушение следует рассматривать как нек-рый процесс, развивающийся в теле с момента приложения нагрузки. В основе этого процесса лежит накопление нарушений, на что и расходуется время жизни образца. Отрицая физич. смысл понятия «предел прочности», концепция Д. в то же время объясняет появление этого понятия как технич. характеристики. Действительно, с понижением темп-ры зависимость Д. полимеров от напряжения становится весьма крутой (см. рис. 2), создавая иллюзию порогового значения разрушающего напряжения. Вывод об отсутствии предела

страница 204
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)" (15.84Mb)


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

 

 

Реклама
обучение бухгалтера усн с аттестацией
ремонт холодильников сименс
ремонт рваного крыла на машине
врпв

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
(07.12.2016)