химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

Р. в стеклообразное состояние имеет релаксационную природу, область перехода, согласно принципу температурно-временнбй суперпозиции, м. б. существенно изменена в зависимости от временного фактора (режима механич. нагружения). Так, резкое возрастание G' и максимумы G", наблюдаемые в переходной зоне, м. б. достигнуты как путем снижения Т, так и повышения со. Если при со, равных нескольким гц, определяемая по механич. свойствам темп-ра механич. стеклования Тс для Р. из натурального каучука составляет от —40 до —70°С, то при со порядка 107—109 гц Тс**0РС. Переход Р. в стеклообразное состояние можно обнаружить без проведения механич. испытаний, напр. по изменению коэфф. теплопроводности, температурного коэфф. расширения и теплоемкости. В этом случае определяют темп-ру структурного стеклования, к-рая лежит ниже темп-ры механич. стеклования и может рассматриваться как нек-рое предельное значение последней, соответствующее бесконечно медленному нагружению (см. также

Стеклования температура). Стеклование нек-рых Р. может сопровождаться кристаллизацией каучука, к-рая происходит при более высоких темп-рах, чем стеклование. При кристаллизации выделяется теплота. Растяжение Р. способствует этому процессу. Путем быстрого охлаждения можно перевести Р. в стеклообразное состояние, избежав кристаллизации каучука.

(3)

Обобщенные реологического ур-ния состояния (т. н. определяющие ур-ния), из к-рых вытекала бы связь между напряжением и деформацией в любом режиме нагружения, отсутствуют не только для саженаполнен-ных, но и для ненаполненных Р. в связи с тем, что при математич. описании их свойств необходимо учитывать старение и др. необратимые изменения Р. во времени. Зависимости о—е при равновесии приближенно выражаются рядом теоретич. и экспериментальных ур-ний. Так, для малых деформаций применим закон прямой пропорциональности, для средних значений — соотношения типа:

a = Ge/"(e)

В этих соотношениях для одноосного растяжения при гауссовом распределении длин цепей в сетке вулкани-зата /"(е) определяется из кинетич. теории высокоэластичности как

точкой А', соотношение напряжения и деформации будет отвечать предельным значениям az и ez, попадающим на «огибающую разрывов» 1, т. е. произойдет разрушение. Время разрушения tz определяет долговечность Р. в данных условиях и отвечает времени релаксации. В аналогичном процессе разрушения при ползучести (oz=const) от начальной деформации е, обозначенной точкой В, до разрывной в2, отвечающей точке В', долговечность tz определяется временем запаздывания. Варьированием температурно-времен-нбго параметра, к-рый в общем виде м. б. записан как приведенное значение долговечности tz/aT (аТ— фактор приведения), изменяют соотношение разрывных напряжений аг и деформаций ег. Таким образом, прочноПе)= * [(1 + в)«-(1.

2ее)-Ч

(4)

J-1)-1(8+1).

2Сг

(8 + 1)-»] , С2 =

(4а)

2С2

const

Прочностные свойства. Важнейшая особенность прочностных характеристик Р. (в области высокоэластичности) — зависимость от деформационных релаксационных свойств. Вследствие этого, напр., для описания прочностных свойств ненаполненных вулканизатов оказывается пригодным метод приведенных переменных. Этим методом на основании серии испытаний

при разных темп-рах и режимах механич. нагружения

можно получить обобщенные соотношения между

сопротивлением разрыву (прочностью при растяжении) аг и относитель^ ным удлинением при разрыве ег для выбранной температуры приведения Тпр в виде кривых, наз. «огибающими разрывов» (рис. 3). Продвижение по этим кривым против часовой стрелки отвечает

Рис. 3. «Огибающие разрывов», приведенные к Т= = 273К(0°С) для ненаполненных резин на основе различных каучуков: 1 — фторкау-чук; 2 — бутилкаучук; 3 — натуральный каучук; А — начальное значение а, соответствующее заданному значению ег= const; А А' — время релаксации; В — начальное значение деформации е, соответствующее заданному значению ог= const; ВВ' —время запаздывания (1 кгс/см*=0,1 Мн/м1).

возрастанию скорости деформации или понижению темп-ры. Экспериментальные точки м. б. получены как в режимах постоянных скоростей возрастания напряжения или деформации, так и в режимах релаксации и ползучести. Например, можно задать постоянное значение деформации ez=const, к-рому отвечает начальное значение напряжения, обозначенное точкой А. Напряжение релаксирует (спадает) во времени. По достижении напряжения, обозначенного стные характеристики должны рассматриваться в трехмерном пространстве приведенных значений oz(TajT)-eT-tz/aT.

*=*exp(^L)

На рис. 4 показаны проекции «огибающей разрывов» на плоскости 02.(273/7')—tz/aT и ez—tzfaj- В изотермических (7"= const) режимах постоянного напряжения (а=аг—const) из кривых приведенное напряжение о2(273/Т) — приведенное время tzlaT приближенно получаются известные экспериментальные «законы долговечности» (времени разрушения) t=tt/af=t„v как функции напряжения. В переходной зове из стеклообразного состояния в высокоэластическое получают зависимости, удовлетворяющие закону Журкова — Буссе:

в зоне плато (высокоэластич. состояния) закону Бартенева:

(5)

Со-*

ехр

(6)

степенному

где В, у, С, Ь — постоянные, к — константа Больцмана, U — «энергия активации» разрушения, равная примерно 41,9—54,6 кдж/моль (10—13 ккал/моль), U0— истинная энергия активации разрушения твердых полимеров, равная энергии активации разрыва химич. связей в главных цепях макромолекулы.

Прочность — функция не только временного режима нагружения, ной состояния Р., в к-ром происходит ее разрушение. Застеклованная Р. разрушается как хрупкий материал. В интервале между темп-рой хрупкости и темп-рой стеклования разрушение обусловлено развитием вынужденных высокоэластич. деформаций (см. Высокоэластичностъ вынужденная). Выше темп-ры стеклования Р. разрушается высркоэласти-чески, т. е. при больших, преимущественно обратимых, деформациях, исчезающих со временем после разрушения и разгрузки.

Как ненаполненные, так и наполненные Р. характеризуются неоднородностью структуры, вследствие чего при деформировании создаются участки локальной концентрации напряжений, где возникают очаги разрушения. Из-за статистич. распределения «дефектов»

структуры показатели прочности определяются как усредненные макроскопич. величины (технич. прочность); по характеру это распределение отклоняется от гауссова. Прочность зависит от масштабного фактора: чем больше объем деформируемого образца, тем она ниже. При р а з д и р е тонких образцов специальной формы в условиях искусственно создаваемой концентрации напряжений определяют уд. (характеристическую) энергию раздира Яр, связанную с локальной механич. энергией разрушения. В отличие от макроскопич. уд. работы разрушения при разрыве Wv, уд. энергия раздира не зависит от масштабного фактора; поэтому отношение Нр/ Wv может служить мерой неоднородности структуры Р.

Один из путей повышения прочности Р.— введение активного наполнителя. Поверхность разрушения в этом случае увеличивается, что проявляется в «узловатом» раздире материала. Аналогично активному наполнителю на повышение прочности влияет кристаллизация при растяжении, обусловливающая «толчкообразный» раздир. Принцип температурно-временнбй суперпозиции применим к уд. энергии раздира Яр только при гладком раздире.

Прочностные свойства Р., как и деформационные, зависят от вида деформации (растяжение, сдвиг, сжатие, изгиб и др.). В сложнонапряженном состоянии разрушающими являются обычно максимальные растягивающие напряжения.

Процесс изменения свойств Р. под действием механич. нагрузок, приводящий к разрушению Р., наз. утомлением. В статич. условиях длительность разрушения характеризуется долговечностью при заданных механич. параметрах (а, е, doldt, de/dt); в динамич.— выносливостью N, т. е. числом циклов нагружения, к-рое Р. выдерживают при заданном механич. режиме до разрушения. Вследствие сложности явления утомления Р. в динамич. условиях величина N не м. б. рассчитана на основе рассмотренных выше «статических» усталостных характеристик, исходя из принципа суммирования долей разрушения. Роль химич. превращений при этом тем менее существенна, чем жестче условия нагружения.

Наибольшее распространение для описания утомления Р. и многослойных резиновых и резинокордных систем при гармонич. изотермич. нагружёнии нашел эмпирич. степенной закон:

^г/^2 = (о01/а02)Р (7)

где Nj_ и N2— выносливость при амплитудах напряжений о01 и а02; р — коэфф. динамич. выносливости, характеризующий сопротивляемость материала повторное™ нагружения.

Этот закон справедлив при симметричном цикле нагружения в области обычных и повышенных темп-р и частот менее 30—50 гц. См. также Утомление.

Сложнонапряженное состояние характерно для процесса истирания (износа) Р., возникающего как вследствие адгезионного взаимодействия на поверхностях контакта трущихся тел, так и из-за неровностей поверхности твердого контртела. Коэфф. трения р, (отношение тангенциальных F и нормальных О нагрузок в контакте) зависит от с? и скорости V скольжения или качения при трении. Для описания температурно-скоростной зависимости ц применим метод приведенных переменных (рис. 5). Различают три вида износа Р., легко определяемых визуально: 1) абразивный — путем царапания Р. по твердым выступам шероховатой поверхности абразива; 2) усталостный — при многократной деформации, механич. потерях и теплообразовании в Р. во время скольжения (качения) на неровностях поверхности твердого контртела; 3) износ посредством скатывания, т. е. путем последовательного отдирания тонкого поверхностного слоя Р. (см.

в §

а •л

и 3 s в<

Р S

GP Я

В о, S в и °

S

я л

а

S п со ее О,

о Я

о?

is

О

ч

Я >°

и ч * S

н о, >,

а

я я

2** и я

II к

СО

X !»

и* >>

as К

ill sills

я* ъ* о

и я

•о

СО чЧ

I

со

I

IN

I

и а я.

в, «

в к

SB!

в и

р,В о С К о

ей !>» со

я

I I

CN СО

со "*

ОСМ 00 сI I

ООО

I I

о о

со со

Л СО

00 со

I I

о о 1Л со

Л со

I I

о см

СМ СО

I I

00 гЕМ

\0 on

со

I I

со ю

О

страница 89
< 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
деревянная межэтажная лестница лес-12
противоугонные системы для автомобилей
zwilling j.a.henckels столовые приборы цены
вентиляция правила эксплуатации

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
(04.12.2016)