Упруго-эластические свойства полимерных тел
Изменение средних межатомных и межмолекулярных расстояний и деформация валентных углов полимерной цепи как причины возникновения упругой деформации твердых полимеров. Анализ специфических особенностей зависимости возвратной упругости от температуры.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.05.2016 |
| Размер файла | 21,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Высокоэластическое состояние - одно из физических состояний аморфных полимеров, при котором доминирующим видом деформаций являются большие упругие (высокоэластические) деформации. Наиболее отчетливо высокоэластическое состояние проявляется у сшитых каучуков. У линейных аморфных полимеров при повышенных температурах или достаточно длительном времени наблюдения на высокоэластические деформации накладываются необратимые деформации вязкого течения. Деформационные свойства кристаллических полимеров зависят как от высокоэластических свойств аморфных областей, так и от природы деформации кристаллических образований. Каучуки, резины, некоторые каучукоподобные полимеры, а также набухшие жесткоцепные полимеры являются типичными высокоэластическими материалами в различных интервалах температур (от -100 до 200 С).
Интервал температур, в котором полимер может находиться в высокоэластическом состоянии, расположен между его температурой стеклования - Тс - и температурой текучести - Тт. При переходе полимера из стеклообразного состояния в высокоэластическое молекулярная подвижность становится настолько большой, что структура полимера в ближнем порядке успевает перестраиваться вслед за изменением температуры, как это наблюдается в жидкостях. Однако в отличие от молекул низкомолекулярных жидкостей, которые под действием внешних механических сил практически не деформируются, макромолекулы могут изгибаться, что наиболее отчетливо реализуется при температурах выше Тс. Подвижность макромолекул в полимерных цепях, находящихся в высокоэластическом состоянии, может однако, не проявляться при очень высоких частотах или малых временах воздействия. Переходная температурная область, в которой высокоэластическая деформация не успевает полностью развиться, характеризуется так называемой температурой механического стеклования Тм. Тм возрастает с уменьшением длительности действия силы или с увеличением частоты деформации.
Уменьшение межмолекулярного взаимодействия при пластификации, переходе к неполярным полимерам и т.д. приводит к смещению температуры стеклования в сторону низких температур. При введении химических поперечных связей (например, при вулканизации каучуков) резко повышается температура текучести, но практически не изменяется температура стеклования. Уменьшение ММ линейного полимергомолога до определенного полимера не влияет на Тс, но снижает Тт. При достаточно низкой ММ высокоэластические свойства полностью теряются, и вещество переходит при нагревании непосредственно из стеклообразного в вязкотекучее состояние.
Упругая деформация твердых полимеров обусловлена изменением средних межатомных и межмолекулярных расстояний и деформацией валентных углов полимерной цепи, высокоэластическая - ориентацией и перемещением звеньев гибких цепей. В переходной температурной области вблизи Тс деформация обратима только частично. Это означает, что энергия, поглощенная на стадии сжатия в механическом цикле, не выделяется полностью на стадии расширения, это свидетельствует о рассеянии энергии. Эти потери энергии соответствуют работе, совершенной приложенной силой, по преодолению вязкого сопротивления деформации материала. Полимер обладает как бы одновременно внутренней вязкостью и эластичностью. Тела, имеющие комплекс таких свойств, называют высокоэластическими или эластомерами, поскольку они обладают жесткостью и эластичностью твердых тел и вязкостью жидкостей, хотя эта вязкость выражается не в форме течения всей массы вещества, а в форме сопротивления внутренним молекулярным перестройкам, вызванным ограниченной деформацией. Упругость высокоэластического тела сильно изменяется, когда температура приближается к температуре стеклования.
Кривая зависимости упругости эластомера от температуры (рис. 1) имеет минимум при температуре, соответствующей максимальной потере энергии.
Для натурального каучука она составляет около -35 С.
Рис. 1. Зависимость возвратной упругости от температуры
межмолекулярный валентный полимерный деформация
Полимеры, эксплуатируемые в высокоэластическом состоянии, называют эластомерами. Первые и простейшие методы измерения эластичности эластомеров при ударе заключались в свободном падении резинового шарика с высоты h и измерении высоты h1 его отскока от твердой поверхности. Эластичность в этом случае характеризуется отношением (h1/h)*100%. Поскольку энергия удара мала, а масса шарика одного и того же диаметра зависит от состава изделия, чувствительность указанных методов очень не велика. Наиболее быстро и точно эластичность эластомеров определяют на маятниковом упругометре.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Деформация – изменение формы и размеров твердого тела под воздействием приложенных к нему нагрузок. Упругой деформацией называют такую, при которой тело восстанавливает свою первоначальную форму, а при пластической деформации тело не восстанавливается.
реферат [404,2 K], добавлен 18.01.2009Влияние холодной пластической деформации и рекристаллизации на микроструктуру и механические свойства низкоуглеродистой стали. Пластическая деформация и ее влияние на свойства металлических материалов. Влияние температуры нагрева на микроструктуру.
контрольная работа [370,2 K], добавлен 12.06.2012Изучение энтропии полимерной цепи как меры беспорядка системы, состоящей из многих элементов. Процесс моделирования высокомолекулярного вещества или материала в модели полимерной цепи бусинок. Параметры внутренней и внешней энергии полимерной сетки.
реферат [527,6 K], добавлен 05.12.2010Понятие и расчет коэффициента Пуассона как зависимости между продольными и поперечными деформациями элемента. Вычисление модуля Юнга как физической величины, характеризующей свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации.
презентация [207,4 K], добавлен 10.10.2015Общая характеристика и классификация полимеров и полимерных материалов. Технологические особенности переработки полимеров, необходимые процессы для создания нужной структуры материала. Технологии переработки полимеров, находящихся в твердом состоянии.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 01.10.2010Сущность и признаки упругой и пластической деформации металлов - изменения формы и размеров тела, которое может вызываться воздействием внешних сил, а также другими физико-механическими процессами, которые происходят в теле. Виды разрушения металла.
контрольная работа [23,5 K], добавлен 12.02.2012Сущность процессов упругой (обратимой) и пластической (необратимой) деформаций металла. Характеристика процессов холодной и горячей деформации. Технологические процессы обработки металла давлением: прессование, ковка, штамповка, волочение, прокат.
реферат [122,4 K], добавлен 18.10.2013Пластическая деформация и механические свойства сплавов. Временные и внутренние остаточные напряжения. Два механизма пластической деформации, структурные изменения. Общее понятие о наклепе. Схема смещения атомов при скольжении. Отдых и полигонизация.
лекция [2,9 M], добавлен 29.09.2013Классификация видов деформации по С.И. Губкину. Явление, сопровождающее деформацию заготовки с ростом температуры (диффузия, возврат, рекристаллизация). Двумерные диаграммы. Разупрочнение при горячей деформации и его влияние на структурообразование.
курсовая работа [578,0 K], добавлен 30.05.2015Многослойные и комбинированные пленочные материалы. Адгезионная прочность композиционного материала. Характеристика и общее описание полимеров, их свойства и отличительные признаки от большинства материалов. Методы и этапы испытаний полимерных пленок.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 21.11.2010Способы получения полимерных композитов, тип наполнителя и агрегатное состояние полимера. Физико-химические аспекты упрочнения и регулирования свойства полимеров, корреляция между адгезией и усилением. Исследование взаимодействия наполнитель-связующее.
реферат [21,9 K], добавлен 30.05.2010- Определение аналитической зависимости сопротивления металла пластической деформации для стали 30ХГСА
Характеристика стали 30ХГСА. Планирование полного факторного эксперимента. Определение уравнения зависимости сопротивления деформации от физических величин. Проверка однородности дисперсий с помощью критерия Фишера. Определение коэффициентов регрессии.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 29.12.2010 Анализ введения в нелинейную теорию упругости и создание трехмерной модели с помощью ANSYS для исследования напряженно-деформированного состояния гиперупругих тел на примере деформации кольца. Проведение исследования методов решения нелинейных задач.
дипломная работа [647,6 K], добавлен 09.12.2021Явление полиморфизма в приложении к олову. Температура разделения районов холодной и горячей пластической деформации. Технология поверхностного упрочнения изделий из стали. Определение температуры полного и неполного отжига и нормализации для стали 40.
контрольная работа [252,2 K], добавлен 26.03.2012Общее понятие и виды деформации тел. Кривая длительной прочности. Схема разрушения образца породы при одноосном сжатии. Определение модуля общей деформации. Совокупность линейных и угловых деформаций. Влияние воды на геомеханические свойства песка.
контрольная работа [228,2 K], добавлен 26.06.2012Влияние времени на деформацию. Упругое последействие, влияние температуры на свойства материалов. Механические свойства материалов. Особенности испытаний на сжатие. Зависимость предела прочности пластмасс от температуры, неоднородность материалов.
реферат [2,5 M], добавлен 01.12.2008Методика и этапы исследования амплитуды и фазы вынужденных колебаний упругой системы станка зависимости от соотношения между собственной циклической частотой и циклической частотой возмущающего воздействия. Временная характеристика упругой системы.
реферат [140,6 K], добавлен 02.05.2011Понятие, классификация и механизм проявления деформации материалов. Современные представления про теорию разрушения материалов. Факторы, которые влияют на деформацию. Упругопластические деформации металлов и их износ. Особенности разрушения металлов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.12.2010Возникновение и развитие нанотехнологии. Общая характеристика технологии консолидированных материалов (порошковых, пластической деформации, кристаллизации из аморфного состояния), технологии полимерных, пористых, трубчатых и биологических наноматериалов.
реферат [3,1 M], добавлен 19.04.2010Массовое производство отливок методом литья в керамические формы с выплавляемыми моделями, проектирование сварной заготовки для детали. Полуавтоматическая аргонно-дуговая сварка материалов с помощью соединения за счет межмолекулярных и межатомных сил.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 23.06.2009
