химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

—t'), но и от инвариантов деформации, к-рые могут, в свою очередь, зависеть от *'. Этот подход наиболее развит для вязкотекучих полимерных систем.

Для полимеров в высокоэластич. состоянии основными являются равновесные значения напряжений и деформаций, соотношение между к-рыми не зависит от времени. Рассмотрение нелинейного поведения таких материалов основано на выборе выражения для зависимости упругого (высокоэластического) потенциала W от инвариантов тензора больших деформаций. Если предположить, что W пропорционален первому инварианту тензора больших деформаций (потенциал Куна — Марка — Гута)

где G — константа материала, кг, Х2 и Х3 — главные степени удлинения, то при одноосном растяжении нелинейная ' зависимость а от степени удлинения X выражается ф-лой:

a = G (А2—Я-1) (12)

Более точно отвечает экспериментальным данным, попотерями при деформировании в первом приближении можно пренебречь. При рассмотрении же равновесных значений а (X) вообще несущественными становятся все неустановившиеся процессы и тиксотропные явления, а также возможное влияние скорости деформирования на значения констант, входящих в выражение для W.

Квазиравновесные характеристики существенны также при рассмотрении совокупности режимов установившегося течения р-ров и расплавов с различными у. Зависимость т от у характеризует набор предельных состояний среды, каждому из к-рых отвечает нек-рая постоянная степень изменения ее свойств, определяемая выбором т или у.

Критические явления при деформировании полимеров

Специфич. проблема Р. п.— оценка предельных условий, при к-рых становится невозможным устойчивое деформирование материала. Особый интерес представляют два случая: образование шейки в стеклообразных и частично кристаллич. полимерах при одноосном растяжении и прекращение установившегося течения расплавов и р-ров. Оба эти явления имеют критич. характер и связаны с переходом полимера под действием внешней силы в высокоэластич. состояние, когда доминирующими становятся большие обратимые деформации. В первом случае этот переход осуществляется из твердого, во втором — из вязкотекучего состояния.

Образование шейки обусловлено вынужденноэластич. деформациями (см. Высокоэластичностъ вынужденная), обратимость к-рых проявляется в широком диапазоне темп-р, начиная с темп-ры деформирования и вплоть до темп-ры стеклования. По характеру зависимости е от а эти деформации подобны пластич. деформациям, развивающимся при достижении предела текучести. Поэтому оценка предельных условий перехода дается, по аналогии с описанием критич. состояния в теории пластичности, через нек-рое критич. значение инвариантов тензора напряжений. При этом в качестве таких инвариантов используют максимальное октаэдрич. (касательное) напряжение тос/ и максимальное растягивающее напряжение о„. Величина а„ обратна гидростатич. давлению и отражает роль изменений объема при деформировании стеклообразных и частично кристаллич. полимеров. Условие однородной деформации до перехода обычно формулируется как требование выполнения неравенства тПри течении р-ров и расплавов полимеров скорость деформирования D может оказаться столь большой, что релаксация не будет успевать происходить и материал потеряет текучесть. Если нек-рое характерное для системы время релаксации равно 0, то критич. условие потери текучести может формулироваться как DQ—C, где С — нек-рая константа. При DQ>C материал не может течь и переходит в высокоэластич. состояние (ведет себя как сшитый эластомер). В таком случае при продавли-вании его через канал он теряет адгезию к стенкам и начинает скользить по ним. Это приводит к скачкообразному росту объемного расхода и проявляется в виде турбулентности высокоэластической. Если когезионная прочность меньше адгезионной, то в материале возникают разрывы. Особенно это важно для режима одноосного растяжения, когда нет внешней стенки и переход в высокоэластич. состояние приводит к разрыву материала при достижении достаточно больших степеней вытяжки. Критич. напряжения, соответствующие критич. скоростям деформации при сдвиге, обычно лежат в диапазоне 0,1—0,3 Мн/м2 (1-10е —3-10* дин/см2) и не зависят от мол. массы и молекулярно-массового распределения полимера, однако они убывают по мере введения в систему растворителя (пластификатора). Критич. скорости деформации D, напротив, очень чувствительны к молекулярному составу полимера, что на практике открывает возможности направленного регулирования критич. условий деформирования.

Критич. случаи деформирования необходимо учитывать при длительной эксплуатации твердых полимеров под нагрузкой и при интенсивных режимах переработки, когда повышение скорости деформирования приводит к прекращению течения и тем самым ограничивает возможность дальнейшей интенсификации процесса. Последнее особенно важно для полимеров с узким моле-кулярно-массовым распределением, у к-рых критич. явления часто наблюдаются при экструзии, вальцевании, смешении и т. п.

Экспериментальные методы реологии полимеров

Выбор реологич. ур-ний состояния для различных режимов и геометрич. схем нагружения основан на экспериментальном определении соотношений между динамич. и кинематич. величинами для простейших случаев нагружения. В процессе этих испытаний находят численные значения реологич. характеристик конкретных материалов, что требует предварительного выбора определяющего реологич. ур-ния состояния для анализируемого режима испытаний. Так, при измерении г) используют ур-ние Ньютона, при измерении Е — закон Гука. Реологич. характеристики могут определяться и в нелинейной области, когда г\ зависит от у, а Е — от е; в этом случае значения р? имеют смысл эффективных (или кажущихся) величин. Измерение функций ), G (со) предполагает использование в качестве определяющего ур-ния состояния интегралов (3), справедливых в области линейной вязкоупругости.

На практике при определении реологич. свойств полимерных материалов диапазон измерений эффективных значений rj лежит в пределах от сотых долей до ~ 1013 пз, Е — от 1 до 1011 дин/см2. Такие широкие диапазоны измерений предполагают использование различных экспериментальных методов в зависимости от физич. состояния материала-. Наиболее широко распространены методы измерения эффективной вязкости р-ров и расплавов полимеров и резиновых смесей (см. Вискозиметрия), а также стандартизованные методы испытаний полимерных материалов в условиях одноосного растяжения, хотя эти методы обычно пригодны лишь для получения условных характеристик материала и сравнительных исследований (см. Испытания пластических масс, Испытания резин, Испытания химических волокон).

Для описания релаксационных процессов, протекающих в широких временных интервалах (обычно при >1 сек), наиболее часто используют функции i|)(i) и ф(?). При определении ap(t) образец подвергают действию мгновенно приложенной растягивающей или сдвигающей силы и измеряют деформацию как функцию времени. При определении ф(() мгновенно создают нек-рую деформацию образца и измеряют изменение во времени усилия, требуемого для поддержания этой деформации постоянной. Для текучих полимерных материалов ф(*) можно вычислять по релаксации напряжения после прекращения установившегося сдвигового течения. Зависимость напряжения сдвига от времени z(t) связана с

ф(г) соотношением: ф(<)=—^"Щр » где У — скорость деформации сдвига в условиях установившегося течения, предшествующего релаксации. Во всех этих опытах неустановившиеся процессы, при к-рых деформация зависит не только от времени, но и от условий нагружения, протекают в течение ~1 сек, поэтому измерения tp(i) и ф({) становятся корректными лишь при *>1 сек. Различные материалы можно сравнивать между собой по значениям ф(() или 1|)(<), оговорив продолжительность испытаний t0 (часто полагают to=i0 сек). Такое сравнение является, в частности, основой для оценки физич. состояний полимеров и темп-р переходов при термомеханическом исследовании.

Для описания более быстрых релаксационных процессов используют функции G'(oa) и С(СЙ), определяемые в динамич. режимах свободнозатухающих, вынужденных гармонических или резонансных колебаний, а также по наблюдениям скорости распространения и интенсивности затухания продольных и поперечных волн в исследуемом образце.

Метод свободнозатухающих колебаний состоит в том, что в образце создается нек-рая деформация (часто он закручивается на нек-рый угол), после чего ему предоставляется возможность свободно восстанавливать свою форму. По частоте ш затухания деформаций образца и интенсивности затухания (лога-рифмич. декременту затухания Д) рассчитывают G' и G":

„,. . ы'М Л , д» \ С(ш) = — +

(14)

где М — масса (или момент инерции) образца, b — геометрич. характеристика его формы и размеров (форм-фактор). Этот метод реализуют в виде разнообразных по конструктивному решению торсионных (крутильных) маятников, работающих при частотах, близких к 1 гц. Его часто используют для исследования температурной зависимости механич. потерь.

Метод вынужденных колебаний состоит в измерении напряжений, изменяющихся во времени по синусоидальному закону o=ajcos at, и возникающей деформации как функции времени. Значения G'(co) и G"((o) вычисляют по

страница 97
< 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
уст-ку приточно-вытяжную с роторным рекуператором
частотники данфосс цена
купить стальную сковороду в курске
led таблички вывеска кафе

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
(28.06.2017)