ьев или отдельных групп в разветвлениях. В случае кристаллических полимеров можно наблюдать еще переходы, относящиеся к фазовым превращениям (плавление, изменение кристаллической формы), движению отдельных групп внутри кристаллической области н т. д.

Переход в вязкотекучее состояние сопровождается новым возрастанием угла сдвига фаз, который на этот раз не проходит черев максимум, а стремится к 90°. При синусоидальном изменении напряжения и при <р — 90° деформация меняется по закону косинуса, так как

Y^Yo sin (a>t — 90°)=Yo cos ai

Это означает, ?что в вязкотекучем состоянии максимальная деформация будет наблюдаться не при максимальном значении напряжения, а при наибольшей скорости изменения его, т. е когда само напряжение равно нутда/(рис. 101). Такая связь напряжения со скоростью деформации характерна для вязкой жидкости, для которой

о_ dy ц dt'

В высокоэластическом состоянии амплитуда деформации остается постоянной вплоть до температуры начала вязкого течения и, так же как при однократном приложении нагрузки, представляет собой сумму упругой и высокоэластической деформации. Если температура выше Гтек, то добавляется еще необратимая деформация.

1 Повышение частоты внешнего усилия, что равносильно уменьшению времени приложения нагрузки, влияет на релаксационные процессы аналогично понижению температуры. Поэтому чем больше частота, тем при более высоких температурах развиваются высокоэластическая и пластическая деформации;' это находит свое выражение в смещении Т,

ст>

Ттек и всей термомеханической кривой в сторону более высоких температур. Подобным же образом смещаются соответствующие кривые угла сдвига фаз.

Эта зависимость Тст и Ттек от частоты подчеркивает ,их связь с неравновесными процессами и показывает отличие этих показателей от температурных точек настоящих фазовых превращений (температура кипения, температура плавления и т д.). Поэтому во избежание неправильных выводов при сопоставлении Гст и Гтек для различных полимеров необходимо указывать и учитывать, в каких динамических условиях проводились испытания.

Все сказанное также относится к обычным термомеханическим кривым, полученным в статических условиях при постоянных напряжениях и времени действия их. Кривые, полученные в условиях более медленного подъема температуры, т. е. более длительного действия нагрузки, оказываются смещенными в сторону более низких температур Повышение же скорости нагрева вызывает аналогичное смещение, но в противоположном направлении.

СОЧЕТАНИЕ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ТЕЧЕНИЯ [15, 16]

Для того чтобы получить правильное представление о физико-механических свойствах полимеров, являющихся упру гов язя им и телами, необходимо выяснить, как влияет на их поведение совместное действие упругой и и течения

Выше подчеркивалась \словность понятия предела текучести (упругости):^предел упругости представляет собой напряжение, при котором стангтвнтся заметным течение, что, в свою очередь, зависит от точности метода исследования и времени действия нагрузки^) Во многих случаях при достаточно длительном приложении усилия небольшое течение начинается так же, как у истинных жидкостей, при ничтожно малых нагрузках. Это особенно относится к полимерам, где в силу их необычных свойств течение происходит крайне медленно

При сочетании упруюй деформации с течением различают два случая1) максвелловская релаксация — часть деформации представляет

собой упругий компонент (Уупр). а Другая часть — течение (утек)!

общая деформация

Y = Уупр + Утек;

2) случай «запаздывающей» упругости—часть напряжения расходуется на упругую деформацию (оупр) и часть — на течение (crTtK);

общее напряжение

Максвелловская релаксация. Так как Y = Yynp+YTeK> т0 общая скорость деформации

dy ^Yynp dy1

гтек.

dt dt dt Как было показано выше,

dyxeK G

1

dt r\

а на основании закона Гука

a ^Yynp 1 do

У откуда = .

гупр Е - dt Е dt

Подставляя значения ^тек и -l^H. получаем

dt dt J

dy _L^°_._|_ ° dt E dt т]

откуда

do dy a

dt dt r\LE

Обозначая г\/Е через т, приходим к уравнению Максвелла

do d\ о

—=в — — —. ех. 16)

dt dt т

\ Соотношение г\/Е = т имеет размерность времени и называется временем релакса'\ии\

Хотя уравнение~Максвелла не в состоянии отразить все детали поведения таких упруговязких веществ, как полимеры, оно все же дает очень наглядное представление о характере изменения деформации и напряжения со временем Покажем это на нескольких примерах

Допустим, что полимер, обладающий упруговязкими свойствами, подвертя деформации, а затем удержался в этом состоянии таким

образом, что у = const В таких случаях — = 0, d исходя из уравdt

нения Максвелла, получаем

do о dt = ~~ т"

Интегрируя в пределах от 0 до /

о.

dt,

получаем In —=——, откуда

а(~а0е \ (Х.17)

где сг0 и ot — напряжения при / = 0 и времени t.

В соответствии с уравнением (Х.17) напряжение в растянутом образце будет умень