химический каталог




Теплофизические методы исследования полимеров

Автор Ю.К.Годовский

нергетического баланса при разрушении полимеров была предпринята лишь в последнее время [48, 103]. Она имела своей целью прежде всего выявить роль необратимых разрывов макромолекул в энергетике разрушения.

Наиболее детальное изучение процесса разрушения с позиций кинетической концепции разрушения проведено на одноосно-ориентированных кристаллических полимерах, обладающих одномерным строением на молекулярном (длинные цепные молекулы) и надмолекулярном (фибриллоподобные образования) уровнях [95]. Для калориметрического исследования был выбран хорошо охарактеризованный прямыми физическими методами объект — предельно ориентированные моноволокна капрона с разрушающим напряжением при растяжении около 800 МПа в расчете на исходное сечение и относительным удлинением при разрыве 16—17% (при комнатной температуре). Для выявления энергетических эффектов, связанных с разрывами макромолекул, был использован прием повторных на-гружений, вытекающий из кинетической концепции разрушения и экспериментального изучения разрушения полимеров [94, 95].

207

Основные результаты этого исследования сводятся к следующему. С возрастанием напряжения механические потери и теплота, рассеянная за цикл растяжение — сокращение, возрастают как при первом, так и при последующих нагружениях (рис. III.31). При о<400 МПа эти характеристики для первого и второго нагружений практически совпадают. Дальнейшее повышение напряжения существенно меняет картину: 6№i

Рис. 111.31. Зависимость механических потерь (а) и рассеянной теплоты (б) от максимального напряжения в цикле растяжение — сокращение ПОЗ]:

/ — первый цикл; 2 — второй цикл.

и Qi для первого нагружения становятся систематически больше, чем 6W2 и Q2 для второго нагружения. В области напряжений 700—750 МПа (близких к разрушающим) эти параметры расходятся в несколько раз. При этом важно подчеркнуть, что различия между энергетическими параметрами возникают лишь на стадии растяжения, поскольку стадии сокращения при всех нагружениях оказываются практически эквивалентными.

Различия в значениях 6Wt и Q, обусловлены необратимыми процессами. Это подтверждается видом зависимости доли механической работы растяжения, рассеянной в виде теплоты (рис. 111.32). Наблюдающаяся разница в структуре энергетического баланса — резкое нарастание тепловых потерь при первом нагружений и постоянство их при втором — свидетельствует о су208

Щественном различии Молекулярных явлений, происходящих в полимере при первом и втором нагружениях. Значительное нарастание относительного количества тепла, выделяющегося в растягиваемом первый раз полимере, теперь уже трудно согласовать с картиной упругого растяжения участков макромолекул, проходящих через аморфные области из одного кристаллита в другой, хотя, как было показано в предыдущем разделе, в области обратимых деформаций этот процесс является доминирующим. Уровень гистерезисных потерь Q/Wp = 0,27 -f- 0,3 характерен для обратимых деформаций капрона в области низких напряжений при первом нагружений и для всех напряжений при втором и последующих нагружениях и обусловлен релаксационными процессами [48]. Эти результаты свидетельствуют о том, что в энергетическом отношении первый цикл растяжение — сокращение неэквивалентен последующим.

В соответствии с представлениями кинетической теории прочности можно

полагать, что отмеченные различия в энергетике первого нагружения по сравнению с последующими обусловлены необратимыми разрывами макромолекул. В этом предположении различие в энергетическом балансе между первым циклом (г = 1) и последующими может быть отнесено на счет разрывающихся макромолекул (рис. Ш.ЗЗ):

ДУ/ = Д«7/ - Д<3, = &W, - 8W,+i - Qi + Qi+i (Ш.58)

Необходимо выяснить также вклад в энергетику разрушения полимеров необратимых (пластических) деформаций, сопровождающих разрушение при комнатной температуре даже предельно ориентированных образцов. Измерения показали, что незначительные обратимые удлинения (от 1 до 1,5%) появляются лишь

209

при a>6 МПа, а при более низких напряжениях они практически отсутствуют. Если предположить, что вся необратимая деформация возникает при наибольшем для данного цикла напряжении, то работа пластической деформации даже для таких жестких условий не должна превышать 30—40% от приведенных значений. Это позволяет сделать следующее заключение: хотя работа пластической деформации составляет опре- .

деленную долю общей работы разрушения, она не является определяющей.

too

Сложнее оценить вклад пластической деформации в величину АСА Если полагать, что механизм поглощения энергии при пластической деформации в области разрушения такой же, как и при ориентационной вытяжке капрона, то AU*& «0,2и7плас , что примерно соответствует соотношению между AU ,и AW для процесса разрушения. В таком случае пластическая деформация в предразрывных областях должна, по-видимому, приводить к определенным структурным изменениям. Такие изменения действительно имеют место, и это проявляется в том, что при вторичном нагружении до

страница 62
< 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
Супермаркет техники KNSneva.ru предлагает HP Pavilion 15-bw023ur - быстро, качественно и надежно! г. Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.11.
http://taxi-stolica.ru/
кровать райтон венеция сосна 160х200 купить
концертно-юмористическая программа юбилейное tashi-show 8 октября

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
(27.07.2017)