химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

обусловливают длительность их перехода при статич. нагружении от неравновесного состояния к равновесному, при динамич. нагружении — от неустановившегося, или нестационарного, состояния к установившемуся, или стационарному. В равновесном состоянии Р. соотношение между напряжением о и деформацией е не зависит от времени и связь этих параметров однозначно определяется равновесным модулем.

При о= const в каучуках наряду с обратимой высокоэластич. деформацией развивается необратимая (см. Лласто-эластические свойства). В режиме е=const напряжение а в каучуках релаксирует практически до нуля, а в вулканизатах оно достигает равновесного значения, характеризуемого равновесным модулем Gx. Последний пропорционален числу активных узлов вулканизационной сетки и абсолютной темп-ре Т. Во время релаксации напряжения (е= const) или нарастания деформации, т. е. ползучести (a=const), отношения о7е, наз. соответственно модулем релаксации и модулем ползучести, являются функциями времени деформирования.

В общем случае отношение а/в является функцией режима нагружения. В режимах e=const или o=const в период начального неравновесного нагружения модуль зависит от времени f; в режимах заданных скоростей деформации или напряжения — от скорости v=d&ldt или v=do/dt; в динамич. гармонич. режимах при заданной амплитуде деформации е0 или напряжения а0 (в этих режимах е = e0sinco<, о = o„sincof) в начальный неустановившийся период нагружения — от « и частоты со, в установившийся — только от со.

Зависимость модуля от временнбго фактора (t, v, со) определяется характером релаксационных свойств Р. Для их описания обычно определяют экспериментально спектры (наборы) времен т релаксации Н=Н(т) при е=const или спектры времен запаздывания L= =L (т) при a=const. При обработке экспериментальных данных с целью получения зависимостей Н.=Н(т) или L—L(x) исходят из предположения о независимости модуля от значения задаваемого при механич. нагружении параметра — а или е. Спектры Н и L существенно зависят от состава Р. Для ненаполненного вул-канизата в области высокоэластич. состояния наблюдается постоянство спектра Н(х) (т. н. область плато).

Специфика деформационных свойств Р. заключается, однако, в том, что с7е зависит не только от режима механич. нагружения, но и от абсолютных значений а или е (нелинейность свойств). Эта зависимость (рис. 1) характерна как для равновесного, так и для неравновесного нагружения. Нелинейность свойств проявляется тем сильнее, чем больше о или е.

Модуль зависит также от вида деформации (растяжение, сжатие, сдвиг и др.); при этом соотношения между значениями модуля при разных деформациях отличаются от известных из классич. теории упругости соотношений для идеальных упругих несжимаемых материалов (последние лишь приближенно справедливы в области малых равновесных деформаций Р.). Поэтому, приводя модуль Р., необходимо указывать все условия нагружения: режим, вид и величину деформации (или напряжения).

Механич. воздействие приводит к обратимым и необратимым изменениям структуры Р., вследствие чего при повторном деформировании получаются иные характеристики, чем в предыдущем цикле (см. рис. 1). Это явление наз. размягчением, или эффектом Патрикеева — Маллинза. Следствие его — зависимость механич. свойств от предыстории деформации, в том числе от технологич. режима изготовления Р.

Влияние состава Р. на ее модуль, вне зависимости от режима нагружения, в ряде случаев м. б. описано обобщенными эмпирич. соотношениями. Так, для Р., содержащих наполнители с частицами сферич. формы (термич. сажа), зависимость Е от концентрации с наполнителя и модуля ненаполненной резины Ея при сравнительно больших относительных деформациях (е«1—5) имеет вид:

? = ?„(1+2,5 с+14,1 с*) = ЕяХ (1)

Для Р., к-рые содержат наполнители типа активных саж с несферич. частицами (первичными структурами), характеризуемыми фактором формы / (отношением

е

Рис. 1. Зависимость между напряжением о и относительной деформацией растяжения е резин из натурального каучуна при постоянных темп-ре и скорости деформации: 1 — нена-полненная резина; г — с 20 мае. ч. сажи типа HAF; з — с 80 мае. ч. сажи типа HAF (сплошные линии — первый цикл растяжение — сокращение, пунктир — второй цикл; 1 кгс/см*=0,1 Мн/м*).

длины частицы к ее поперечному размеру), при относительно небольших содержаниях наполнителей (до 25% по объему) справедливо выражение:

?=^„(1+0,67/с + 1,62/!!с!!)=?нХ (2)

(Х=Е/ЕЯ — коэфф. увеличения деформации, к-рый для резин со сферич. частицами зависит только от с, а для резин с несферич. частицами — от с и /). Характер деформационных кривых а—е, полученных в режиме de/d?=const (см. рис. 1), и эффект размягчения также зависят от типа и содержания наполнителя.

Существенная особенность деформационных кривых — возможность их приведения к нек-рым обобщенным зависимостям а от е. Знание этих зависимостей позволяет прогнозировать значения модуля наполненных резин на базе предельно экономного эксперимента, а также определять тип и содержание наполнителя, обусловливающие получение Р. с требуемыми свойствами. Обобщенные зависимости можно получить^ если учесть коэфф. X из ур-ний (1) или (2) и нормали^

Удвоенное значение амплитуды Удвоенное значение амплитуды

Рис. 2. Зависимость комплексного динамич. модуля сдвига G* резины на основе бутилкаучука с различным содержанием сажи типа HAF от амплитуды динамич. деформации; а — для вещественной составляющей модуля G'; б — для мнимой составляющей G"; содержание сажи (в % по объему): 1 — 28,8; 2 — 23,2; 3 — 20,2; 4 — 16,8; 5 — 9,2 (1 дин/см*= = 0,1 н/мг).

зовать деформации. Нормализация основана на предположении об одинаковом значении деформации етах вулканизационной сетки в наполненной и ненаполнен-ной Р. при одинаковом напряжении а (фактически измеряемые деформации е для одинаковых о существенно зависят от содержания наполнителя — см. рис. 1). При нормализации вместо значений е используют отношения е/еюах- Тогда для данного цикла растяжение — сокращение, одинаковых условий и предыстории нагружения получают одну универсальную деформационную кривую как для ненаполненной Р., так и для резин, содержащих различные количества наполнителей разных типов. Это свидетельствует о том, что при больших растяжениях размягчение связано только с изменениями, происходящими в каучуковой фазе. Влияние сажи полностью передается множителем X. Поскольку после «отдыха» (периода разгруже-ния) первоначальные свойства Р. частично восстанавливаются, размягчение наз. также тиксотропным эффектом (см. Тиксотропия).

В области относительно малых деформаций (е<1) наполнитель также влияет на механич. поведение Р. При стационарном гармонич. сдвиге с деформацией е=е„ sin cof в области амплитуд е0, равных 0,001 —1,0, низких о и обычных темп-р с увеличением е0 наблюдаются заметное уменьшение вещественной составляющей G' и экстремальная (с максимумом) зависимость мнимой составляющей G" комплексного динамич. модуля G*— эффект Пайна (рис. 2). Эта зависимость (нелинейность деформационных свойств) тем существеннее, чем активнее наполнитель и больше его содержание в Р. Эффект Пайна, к-рый связывают гл. обр. с изменением в сажевых структурах, также м. б. описан обобщенными соотношениями. Напр., кривая зависимости (G'—G«)/(GQ—G«) от уд. энергии деформации оказывается единой для наполненных Р. разного состава и м. б. описана аналитически (Go и G»— предельные для данной Р. значения G' при соответственно минимальных и максимальных амплитудах сдвига eg, ниже и выше к-рых G' от е0 не зависит).

Универсальная связь существует также между G' и G". Ее можно изобразить графиком К. С. Коле — Р.Х. Коле, представляющим собой дугу сегмента

с хордой (GO—G'oo) И стрелой GMAX; при этом отношение GMAX/(GO—G'„) вне зависимости от содержания наполнителя оказывается постоянным и равным —0,17.

Изменение свойств, связанное с изменением структуры Р. при деформации, происходит в неравновесном периоде статич. или в нестационарном периоде динамич. нагружения. Нелинейная зависимость между о и е, присущая материалу и связанная с изменением его структуры при нагружёнии, наз. физической нелинейностью свойств. При больших высокоэластич. деформациях Р., помимо физической, возникает т. н. гео-метрич. нелинейность, обусловленная изменением в деформированном материале размеров первоначальных сечений и их ориентировок. Следствие этого — существенное различие между истинными и условными напряжениями 0"и и Су, т. е. напряжениями, отнесенными соответственно к сечению деформированного и исходного образца Р.

Высокое внутреннее трение саженаполненных Р., обусловливающее переход механич. энергии деформации в теплоту, а также низкая теплопроводность Р. приводят при многократном динамич. нагружёнии массивных резиновых изделий к т. н. теплообразованию (повышению темп-ры; см. Саморазогрев). Теплообразование определяется упруго-гистерезисными свойствами Р. и зависит от режима нагружения. Внутреннее трение способствует затуханию свободных колебаний в Р., к-рое тем сильнее, чем больше механич. потери. Поэтому Р. с высоким внутренним трением гасят толчки и удары, т. е. являются хорошими амортизаторами.

Для описания температурных зависимостей деформационных характеристик Р. при различных режимах нагружения м. б. применен метод приведенных переменных — следствие температурно-временнбй суперпозиции (см. Суперпозиции принцип температурно-временнбй), возможной при одинаковой температурной зависимости всего спектра времен релаксации или времен запаздывания. В этом случае зависимости неравновесного или динамич. модуля от t(v, со), полученные при разных темп-рах Т, м. б. приведены к одной темп-ре, т. н. темп-ре приведения T„v, связанной с временным фактором коэффициентом приведения ат. При этом t, v (или со) и Г оказываются взаимозаменяемыми: одно и то же значение модуля получают соответственно при Т и t( v, ш) или при T„v и t„9=t/aT (vnp~vaT'< в>пр=(ват). Принцип температурно-временнбй суперпозиции применим как для линейных, так и нелинейных деформационных свойств.

Поскольку переход

страница 88
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)" (21.36Mb)


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

 

 

Реклама
адвокат жилищный
усн курсы бухгалтеров
часы casio edifice wr 100m инструкция
дверной ограничитель под мрамор

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
(09.12.2016)