химическая технология - 9.3. Прочность и деформация полимерных материалов - 107 - читать

Общая химическая технология полимеров(Страница: 107)

Страница: 
107

химическая технология читать 9.3. Прочность и деформация полимерных материалов 107

Из всех многочисленных свойств полимеров механические свойства являются основными. Это обусловлено тем, что они обеспечивают сохранение формы и размеров изделия при действии внешних механических сил. В зависимости от величины и продолжительности действия механических сил полимерные материалы подвергаются деформацииили разрушению. Соответственно различают деформационные и прочностные свойства. Так, первые свойства характеризуют способность полимера деформироваться под воздействием механических напряжений, а прочностные - способность сопротивляться разрушению.

Работоспособность полимерного материала во многом определяется режимом его деформирования, и, прежде всего, характером действия внешних механических сил. В соответствии с этим различают статические и динамические нагружения. При этом к статическим относят воздействия при постоянных нагрузках или деформациях (ε), а также при небольших скоростях нагружения, а к динамическим - ударные или циклические воздействия.

Под механической прочностьюпонимают свойство полимерного материала противостоять разрушению, происходящему в результате действия внешних усилий. Внешнее воздействие на тело определяет величину возникающего в нем напряжения (σ):

image74.png

гдеP- деформирующая сила;S- площадь поперечного сечения образца.

Полимерные материалы в целом относятся к упруго вязким материалам. Они достаточно прочны и в то же время способны к значительным как упругим, так и пластическим деформациям. Деформация полимерных материалов обусловлена перемещением макромолекул или их агрегатов.

Деформацию подразделяют на упругую, высокоэластическую и пластическую. Упругая деформация описывается законом Гука:

image75.png

гдеЕ- модуль упругости.

Упругая деформация связана со способностью тела полностью восстанавливать свою исходную форму сразу же после снятия нагрузки. С увеличением нагрузки проявляется вынужденная высокоэластическая деформация, когда изменение размеров полимерного тела происходит вследствие перемещения сегментов цепей макромолекул под действием приложенной силы. Наконец, при достижении определенного значения нагрузки полимерный образец может испытывать необратимую пластическую деформацию.

На рис. 9.1 приведена кривая деформации стеклообразного полимера в координатахσ-ε.

image76.png

Рис. 9.1. Зависимость деформации от напряжения стеклообразного полимера

Из рис. 9.1 следует, что до точкиАполимер деформируется упруго в соответствии с законом Гука (напряжение пропорционально деформации). Форма образца практически не изменяется (стадияI).Деформационные свойства оцениваются модулем упругостиЕи упругой деформациейε.

В точкеАначинается вторая стадия, характеризующаяся сильным растяжением образца при незначительном росте напряжения. Деформацию стеклообразного полимера на втором участке называют «холодным» течением.

В начале этой стадии в точкеВнапряжение несколько снижается и образец утончается, возникает так называемая «шейка» и дальнейшее растяжение образца происходит только за счет удлинения «шейки» (стадия II).

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,062
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,683
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,216