Тема Происхождение полимеров
жүктеу/скачать 35,79 Mb.
|
ВМС.ответы
| 81.Релаксация и ползучесть
Ползучестью называют процесс увеличения деформации материала во временипод действием постоянного истинного напряжения. Процесс ползучести может осуществляться под действием напряжения растяжения, сжатия, сдвига, а также в сложнонапряженных состояниях, включающих совместные действия указанных простых видов нагружения. Характерная особенность процессов, имеющих место в полимерах, заключается в том, что они протекают не мгновенно, а требуют для своего осуществления значительных промежутков времени, измеряемых иногда многими сутками и даже месяцами.; Если рав- новесие в полимерной системе под влиянием внешней силы нарушено, то система приходит в равновесие не сразу. Такие процессы перехода из одного равновесного состояння в другое, протекающие во времени, называются релаксационнылми **. Например, первоначальная форма полимерного образца, подвергнутого обратимому растяжению, восстанавливается только по истечении некоторого периода времени после снятия нагрузки; говорят, что образец при этом релаксирует. Если бы переход от растянутого состояния в исходное осуществлялся мгновенно, то полимер всегда находился бы в равновесии, любое изменение внешней силы не- медленно привело бы к соответствующему изменению в форме и величине образца. Система как бы «следила» за изменением внешнего воздействия без запаздывания. Во всех реальных телах, как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных, такое запаздывание всегда имеет место, но если время перехода из одного состояния в другое очень коротко по сравнению с периодом наблюдения или внешнего воздействия, то можно считать, что запаздывание практически отсутствует. Зависимость относительного удлинения , от времени действия нагрузки при постоянном напряжении; |длина линейного полимера растет неограниченно, но скорость этого процесса стремится к постоянному значению. Длина трехмерного полимера постепенно приближается к некоторой предельной величине, которая, как показывает опыт, тем болыше, чем выше приложенное напряжение и реже пространственная сетка, Аналогичная картина медленной деформации наблюдается и при сокращении образца после снятия нагрузки Это проявление упругих свойств с запаздыванием было открыто свыше ста лет назад и названо упругим последействием Возникновение упргого последействия объясняется тем, что деформирующей силе, приводящей к выпрямлению (свертыванию) скрученных макромолекул и перемещению их по направлению приложенной , необходимо преодолеть внутри- и межмолекулярные взаимодействия, препятствующие этим процессам. Так как на эти процессы требуется время, деформация развивается не сразу. Повышение температуры, усиливая интенсивность теплового движения, ускоряет выпрямление и перемещение гибких макро-молекул под действием напряжения; понижение температуры, замедляя эти процессы, тормозит деформацию. Поэтому с ‚ростом температуры упругое последействие развивается быстрее, а с понижением температуры может замедлиться настолько, что становится почти незаметным.) Такое же замедление вызывают полярные межмолекулярные <Илы и водородные связи (эфиры целлюлозы, поливиниловый спирт и др.), а также объемистые боковыегруппы (полистирол). У линейных полимеров удлинение образца под действием на пряжения складывается из двух составляющих, одна из которых обусловлена выпрямлением цепей, а вторая — перемещением их друг относительно друга. Через некоторое время после приложения нагрузки устанавливается равновесие между действием постоянного механического напряжения, вызывающего выпрямление и взаимное перемещение макромолекул, и действием теплового движения, стремящегося скручивать их. В дальнейшем наступает медленное передвижение частично выпрямленных цепей без дополнительного изменения степени свернутости, и в напряженном образце возникает стационарный (установившийся) режим. Внешне это явление воспринимается как вязкое течение или необратимая пластическая деформация, протекающая с постоянной скоростью. Удлинение, вызванное смещением макромолекул, не исчезает после разгрузки образца ввиду отсутствия сил, способных вернуть переместившиеся молекулы в исходное положение. ‚Чем дольше действует напряжение, тем дальше передвигаются молекулы и тем больше деформация. ° Та часть деформации, которая связана с распрямлением полимерных цепей, после достижения определенной степени изогнутости, зависящей от напряжения в образце и ряда других причин, перестает меняться. Этим и объясняется наличие предельного удлинения у трехмерных полимеров, где взаимное перемещение соединенных между собой цепей невозможно без приложения очень значительных усилий. При освобождении образца от нагрузки частично выпрямленные отрезки сетки через некоторое время, достаточное для преодоления межмолекулярного и внутримолекулярного взаимодействия, возвращаются к наиболее вероятной равновесной конформации под влиянием теплового движения. Внешне это будет воспринято как обратимая деформация. жүктеу/скачать 35,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|