химический каталог




Теплофизические методы исследования полимеров

Автор Ю.К.Годовский

шении температуры выше температуры размягчения в области «шейки» было одним из первых объяснений процесса ориента-ционной вытяжки стеклообразных полимеров [86—89] и повлекло за собой экспериментальную проверку распределения температуры вдоль образца, подвергаемого ориентационной вытяжке. Независимые измерения с применением термопар [72, 88, 90] и фосфоров [70] привели к заключению, что повышение температуры в зоне образования «шейки» существенно зависит от скорости ориентации; при обычных лабораторных скоростях растяжения (1—0,001 мм/с) оно не превышает1 20—25°С и составляет несколько градусов или даже десятые доли градуоа (рис. Ш.ЗО), т. е. на один-два порядка меньше того, которое необходимо для размягчения полимера.

Калориметрические данные по энергетическому балансу ориентационной вытяжки также использовались для оценки повышения температуры при образовании «шейки» [91]. При этом Мюллер исходил из схемы, согласно которой все тепло, возникающее в зоне пластической деформации при стационарном развитии «шейки», идет на повы- . шение температуры близ- Г лежащей изотропной части образца и лишь после этого отводится в окружающее пространство. В соответствии с такой схемой повышение температуры Д7" в идеальном случае выражается уравнением

Е<3

где е — относительное удлинение; Q — тепловая мощность; р — плотность; сР—удельная теплоемкость; А—поперечное сечение; VP — скорость растяжения.

Вычисленное повышение температуры для поливи-нилхлорида при скорости растяжения 0,34 мм/с составило 59 °С, для полиамида — 30 и 45 °С при скорости растяжения 1,1 и 2,2 мм/с. Однако при таком расчете необходимо учитывать зависимость теплоемкости от температуры, особенно в области размягчения, наличие охлаждения изотропной части образца и, что самое главное, отвод теплоты путем излучения и теплообмена между различными частями образца. На это обстоятельство, как на решающий фактор неадиабатичности ?процесса, в свое время указывал Лазуркин [72]. Поэтому реальные значения Д7" по сравнению с рассчитанными таким способом значительно ниже. Оценить

204

205

Их довольно сложно ввиду неопределённости значения коэффициента теплопередачи. Грубые расчеты градиента температур по образцу в предположении полного превращения механической работы в теплоту для скорости деформации Кр=2,5-Ю-3 мм/с дают значения 6°С/мм для поливинилхлорида и 0,75 "С/мм для полиэтилена [92]. Это величины того же порядка, что и экспериментальные.

На основании всей совокупности экспериментальных данных по повышению температуры в области «шейки» гипотеза последовательного размягчения, по крайней мере для указанной области скоростей деформации, может быть отвергнута [72, 92, 93]. Тем не менее проблема определения истинного разогрева в области «шейки» не может считаться решенной, так как локальные разогревы при пластической деформации в микрообъемах могут быть значительно выше экспериментально определяемых усредненных макровеличин. Они, по-видимому, могут быть зафиксированы с применением метода регистрации инфракрасного излучения. Измерения с такими целями на полимерах до сих пор не проводились.

Разрушение полимеров

Разрушение твердых тел неизбежно связано с дис-сипативными процессами, обусловленными принципиальной необратимостью процесса разрыва перенапряженных межатомных связей тепловыми флуктуациями [94—96]. В отличие от низкомолекулярных тел, для которых при упругом разрушении предполагается лишь один механизм рассеяния энергии — создание новых поверхностей [97, 98], в полимерах возможен еще один механизм рассеяния энергии при чисто упругом деформировании и разрушении, обусловленный цепным строением макромолекул [99.] Разрыв упругонапря-женной макромолекулы или ее отрезка (с достаточно большим содержанием валентных связей) по одной какой-либо связи должен неизбежно приводить к рассеянию огромной энергии, запасенной в нагруженных валентных связях, из-за отсутствия внешних сил на «половинках» разорванной макромолекулы и невозможности поэтому совершать механическую работу.

206

Оценки и расчеты энергетики распада механически напряженной цепочки атомов (макромолекулы) приводят к выводу, что ее разрыв должен быть подобен микровзрыву (99, 100].

Чисто упругое разрушение твердых тел является скорее исключением, чем правилом [97, 98]. Обычно же в твердых телах образование новой поверхности (трещин) сопровождается локальными пластическими деформациями [96—98]. Это, естественно, является дополнительным механизмом диссипации механической энергии. Все это свидетельствует о том, что изучение структуры энергетического баланса подвергаемых разрушению твердых тел может дать определенную информацию о соотношении отдельных диссипативных механизмов. Хотя изучение разрушения твердых полимеров с позиций решающей роли гистерезисных потерь при усталостных деформациях с использованием простейшего приема — регистрации температурных изменений образцов термопарами — проводится сравнительно давно [101, 102], первая попытка прецизионного калориметрического определения э

страница 61
< 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

Скачать книгу "Теплофизические методы исследования полимеров" (3.18Mb)


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

 

 

Реклама
срезанные гиацинты купить оптом
Компания Ренессанс лестница на второй этаж - продажа, доставка, монтаж.
кресло престиж gtp
KNSneva.ru - предлагает X3B11A - кредит онлайн не выходя из дома в Санкт-Петербурге!

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)