химический каталог




Высокомолекулярные соединения

Автор A.M.Шур

а (см с. 469).

С уменьшением молекулярной массы полимера температура появления хрупкости сначала не зависит от длины молекулы, но в области сравнительно низких молекулярных масс она возрастает и перестает заметно отличаться от Тст.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ [12, 22, 23]

Прочность полимеров в конечном итоге зависит от сил взаимодействия между частицами (атомами, молекулами), из которые состоят эти вещества. Таким образом, зная величину валентных и межмолекулярных сил, а также число макромолекул, приходящееся на единицу сечения образца, можно в принципе вычислить максимальную, теоретическ>ю прочность материала, т. е. способность тела выдержать без нарушения его сплошности нагрузку в течение заданного времени.

В нормальном состоянии, до приложения механической нагрузки, частицы полимера находятся в состоянии равновесия на расстоянии Г0 друг от друга (рис. 110). При этом силы притяжения и отталкивания взаимно уравновешены, и потенциальная энергия W имеет минимальное значение. Приложение внешнего усилия приводит к возрастанию этой энергии. Зависимость между W и междучастичным расстоянием Г для любого вида связи можно выразить полуэмпирическим уравнением Морзе:

Ч^?д,-2МГ-Ло)-2?д,"6(г"Го), (Х.22)

где Ед — энергии диссоциации связи; Ь — постоянная для данной

связи. ' "~~ ^

Сила, возникающая при приложении растягивающего напряжения и сопротивляющаяся ему, находитсядифференцированием W поп

О —;—=—2ЬЕДЕ + 2BERE

АГ

(Х.23)

В соответствии с этим уравнением о растет с увеличением г и, достигнув максимума о*макс, отвечающего гмшс, быстро падает (рис. ПО). Но в интервале г0—гмаКс все еще сохраняется равновесие

между растягивающим усилием и силами притяжения, стремящимися вернуть частицы в исходное положение. Дальнейшее же увеличение растягивающего напряжения, когда г уже превышает гмаК0) приводит к нарушению равновесия и быстрому снижению а с ростом г.

Таким образом, значение амако представляет собой, по существу, предельное напряжение, выше которого нарушается равновесие и происходит разрушение твердого тела, т. е. амакс представляет собой теоретическое значение механической прочности отеор.

Дифференцируя (Х.23) по г и приравнивая полученное выражение к нулю, находим гмак0 после подстановки вычисленного значения гмако в исходное уравне ние получаем

°*теор — **макс'

Так как энергия диссоциации Яд может быть найдена по теплотам сгорания, а константа b — из оптических данных, расчет не вызывает особых затруднений. Если из рентгеноскопических данных еще известен и характер упаковки цепей полимера и, следовательно, их количество, приходящееся на единицу поперечного сечения образца, то можно определить ахеор. Такой расчет для полиэтилена дал приблизительно 3000 кг/мм2.

Методами, аналогичными вышеизложенным, была найдена прочность водородной связи и связи, обусловленной дисперсионными, силами

Экспериментально найденное значение прочности зависит от длительности нахождения испытуемого образца в напряженном состоянии от долговечности материала /д, а также от значения прилоПРИ МАКСИМАЛЬНОМ ЗНАЧЕНИИ НАПРЯЖЕНИЯ АМАКС, СООТВЕТСТВУЮЩЕМ Г

мака.

da dr

женного напряжения и температуры. Поэтому следует рассматривать это разрушение как непрерывный процесс и проводить все испытания на механическую прочность при строго определенных условиях.

С. Н. Журков, исследуя одноосное растяжение полимеров, получил следующее выражение для долговечности: _

Up — уо

(Х-24)

где U0 — энергия активации разрушения в отсутствие напряжения; / —константа, равная 10~12—10~13 с, что отвечает периоду колебания атомов в твердых телах; у— константа, чувствительная к изменению структуры материала и отражающая, по-видимому^ влияние ее на распределение напряжений в теле*. Прологарифмировав (Х.24)

1п*д=1п*0+ ——f

можно экспериментально найти значение U0 — yo = U по наклону прямой в. координатах 1п/д—-а по линейной зависимости V от

а определить UQ и у. Опыты необходимо проводить в таких условиях, при которых структура (константа у) не меняется.

Расчеты, проведенные для предельно ориентированных полимеров достаточно большой молекулярной массы, показали, что значения U& близки к энергии химической связи между атомами главной цепи макромолекулы и совпадают со значением энергии активации термической ^деструкции соответствующего высокомолекулярного соединения. Следовательно, в этих условиях, когда в максимальной степени проявляется совместное действие межмолекулярных сил и суммарный эффект их превосходит прочность валентных связей, разрушение образца происходит вследствие разрыва валентных связей макромолекулы**, оно может быть рассмотрено как процесс термической деструкции, локализованной в небольшой части полимерного тела и ускоренной механическими напряжениями (чем больше о, тем меньше U и гд). Другими словами, механическое напряжение «помогает» тепловому движению, которое стремится разорвать связи между атомами. При случайном концентрировании избытка тепловой энергии на определенной связ

страница 170
< 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

Скачать книгу "Высокомолекулярные соединения" (7.26Mb)


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

 

 

Реклама
еко гресс
ремонт dvznby водительской двери
жидкая резина для покраски авто
гироскутер купить с пультом

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)