Дәріс 12 Термомеханикалық зерттеу әдісі
Торлы полимерлердің термомеханикалық қисықтары
жүктеу/скачать 131,78 Kb.
|
Дәріс 12.Термомеханикалық зерттеу әдісі.
- Бұл бет үшін навигация:
- 7. Кез келген дене сыртқы күштің әсерінен деформацияланады
| 6. Торлы полимерлердің термомеханикалық қисықтары.
Көлденең байланыстары сирек болатын тігілген аморфты полимерлер 4-суретте келтірілген термомеханикалық қисықпен сипатталады. Торлы байланыстар полимер тізбектерінің бір-біріне қатысты ауысуына кедергі келтіреді. Соңдықтан жоғары температураның өзінде де тұтқыр аққыштық байқалмайды. Жоғары эластикалық күйдің температуралық аймағы кеңейе береді де, белгілі бір температураға жеткенде (Тыд) полимер ыдырайды. Егер алынған сызықты полимер қыздырғанда құрылымын өзгертсе, яғни құрылымданатын болса, тігілу реакциясы қай температура аралығына келетіне байланысты термомеханикалық қисықтың түрі де әр түрлі болады. Полимер Та жоғары температурада тігілетін болса, ол сызықты полимерлер сияқты тұтқыраққыш күйге ауысады, бірақ көлденеңхимиялық байланыстар жиіленген сайын ағу деформациясы төмендей береді (4-сурет, 1-қисық). Мұндай байланыстар саны біршама көбейгенде полимер тұтқыраққыш күйден қайтадан жоғары эластикалық, ақыры шыны тәріздес күйге ауысады. Егер көлденең байланыстар аққыштық температурадан төмен температурада, яғни жоғары эластикалық күйде пайда болса, онда полимер тұтқыраққыш күйге мүлде өтпейді. Тордың жиілігі артқан сайын жоғары эластикалық деформация төмендей бастайды да, полимер жоғары эластикалық күйден шыны тәріздес күйге ауысады. 7. Кез келген дене сыртқы күштің әсерінен деформацияланады, яғни пішінін өзгертеді. Деформация қайтымды және қайтымсыз (қалдық) болып бөлінеді. Деформация қайтымды болса сыртқы күштің әсерін тоқтатқанда дененің бастапқы пішіні толық қалпына келеді. Мұндай материалдарды серпімді не эластикалык, дейді, ал олардың деформациясын - серпімді деформация не эластикалық деформация дейді. Қайтымды (қалдық) деформацияда сыртқы күштің әсерінен өзгерген дененің пішіні әсер етуші күшті тоқтатқанда да сақталып қалады. Мұндай денелерді пластикалық денелер, ал деформацияны пластикалық деформация дейді. Кейде деформацияның екі түрі де байқалады, яғни сыртқы әсерін тоқтатқанда дененің бастапқы пішіні толық емес, жартылай ғана келеді. Сыртқы күштің әсері оның шамасына ғана емес, бағыты мен деформацияланатын үлгінің көлденең қимасына да байланысты. Сондықтан сыртқы күштің әсерін кернеумен сипаттайды. Қернеу σ түсірілген күштің (Ғ) үлгінің көлденең қимасына (А) қатынасы: Полимерлердің деформациялану қасиеті негізінен деформацияның сырттан берілген кернеуге тәуелділігімен сипатталады. Идеал серпімді денелер Гук заңына бағынады. Гук заңы бойынша салыстырмалы деформация ε яғни деформацияның үлгінің бастапқы мөлшеріне қатынасы, кернеуге тура пропорционал. мұндағы Е-серпімділік модулі (Юнга модулі). Серпімділік модулі салыстырмалы деформация бірге теңелу үшін денеге берілетін кернеу (Е = 1 болғанда ε = σ). Серпімділік модулі денелердің серпімді деформациялану қасиетін, оның сыртқы күштің әсеріне тұрақтылығын, яғни қатандығын сипаттайды. Е неғұртым көп болса, берілген кернеуде деформация соғұрлым аз болады. Серпімділік модуліне кері шама икемділік деп аталады Денелердің серпімділік модулі оның табиғатына, температура мен басқа да күй параметрлеріне байланысты. Серпімді деформация толығымен қайтымды. Ол зат атомдарының ара кашыктығының өзгеруінен туады. Деформациялаушы күштің жұмысы ішқі әсерлеу күштерді жеңугежұмсалады, яғни серпімді деформацияның табиғаты энергетикалық. Пластикалық денелер деформацияланғанда түтқыраққыш күйге ауысады. Дене аққанда сырттан берілген күштің әсерінен жақын жатқан сұйық қабаттары бір-біріне қатысты әр түрлі жылдамдықпең қозғала бастайды. Мұндай қозғалысты тудыратын кернеу ыгыс кернеуі σы деп аталады. мұндағы Ғ— сырттан берілген тангенсиальды күш, А— қабаттардың жанасу беті. Идеал тұтқыр сұйықтарға арналған Ньютон заңы бойынша ығысу кернеуі ығысу жылдамдығына (γ) пропорцирнал артады. мұндағы ν0-ішкі үйкеліс коэффициенті, не тұтқырлық. Сонымен идеал жагдайларда қатты дененің серпімді деформациясы Гук заңына бағынады (деформация берілген кернеуге пропорционал), ал идеал тұтқыр денелердің деформациясы Ньютон заңына бағынады (деформациялану жылдамдығы берілген кернеуге пропорционал. Реал денелерде бұл заңдылықтардаң ауытқулар байқалады. Мұнда аталған тура пропорционал тәуелділік сақталмай, денелердің деформациялануы Гук, Ньютон заңдарына бағынбауы мүмкін, немесе кернеу деформацияға да, деформациялану жылдамдығына да қатар тәуелді болады. Деформацияның екі түрі де байқалатын денерлерді тұтқыр серпімді дене дейді. Реал полимерлердің деформациясы кез келген физикалық күйде тепе-теңдіксіз жағдайда жүреді, себебі ондағы физи-калық тор тораптары күш әсер еткен уақыт ішінде тепе-теңдік конформацияға жетуге мүмкіндік бермейді. Табиғатына қарай полимерлерде жүретін тепе-тендік процестер әр түрлі қарқынмен жүреді. Сондықтан полимерлер үшін тепе-теңдік деген түсінік оған кететін уақыт тұрғысынан қарастырғанда салыстырмалы. Мысалы, молекулалары (не сегменттері) қозғалғыш жүйелерде тепе-тендік тез орнайды, иілгіштігі орташа полимерлер ушін бірнеше күн, кейде айлар, жылдар қажет, ал элементтерінің қозғалғыштығы төмен жүйелер тепе-теңдік күйге келмеуі де мүмкін. Іс жүзінде полимерлердің тепе-теңдік күйге келу уақытын білу маңызды. Полимерлер жүздеген процентке деформацияланатын болса да оған әсер ететін күш тез өзгергенде полимер деформацияланып үлгірмейтін болса, ол сырттай қатты, икемсіз түрде көрінеді. Сондықтан негізінен пол-имердің деформациялану қасиеті емес, оның берілген уақыт аралығында қаншалықты деформациялана алатыны маңызды. жүктеу/скачать 131,78 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|