Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Деформации при течении полимеров.

При воздействии на расплав полимера механических нагрузок, вызывающих течение, наблюдается три простейших типа деформации: простой сдвиг, одноосное растяжение и всестороннее сжатие. Если плоскость А смещается в массе полимера относительно неподвижного элемента Б (материал полимера у стенки капала, в котором происходит течение), то деформация сдвига в, = с11/1 = у (рис. 6.49, а). Дефор-

Схема деформации сдвига (а) и часть сил, действующих на элемент объема текущего полимера (б)

Рис. 6.49. Схема деформации сдвига (а) и часть сил, действующих на элемент объема текущего полимера (б)

мация сдвига у — величина безразмерная. Скорость деформации сдвига йу/йЬ = у определяет изменение деформации во времени и имеет размерность с-1. На элемент объема полимера, находящийся между плоскостями А и Б (рис. 6.49, б), действуют растягивающие напряжения стц, а22 и азз» а также касательные (тангенциальные) напряжения а12 = а2 = ат-

Как уже отмечено, под влиянием приложенного напряжения в текущем полимере одновременно развиваются необратимые и обратимые высокоэластические деформации, а общая деформация является их суммой: у0бщ = уиэ + Утек- По мере течения высокоэластическая деформация достигает постоянного значения, а необратимая равномерно увеличивается во времени — состояние системы, при котором ее течение начинается с постоянной скоростью, называют установившимся течением. Установившемуся течению соответствует динамическое равновесие процессов изменения структуры под влиянием деформирования и ее восстановления под действием теплового движения.

Структуру текучей полимерной системы (расплава или концентрированного раствора) обычно представляют в виде флуктуа- ционной сетки — узлами ее являются контакты между макромолекулами или их ассоциатами. При отсутствии нагрузки и постоянной температуре плотность узлов флуктуационной сетки постоянна; нагрузка, вызывающая течение (взаимное перемещение макромолекул), разрушает часть узлов, сдерживающих деформирование. Это приводит к быстрому понижению сопротивления течению, к структурной релаксации, заканчивающейся установившимся течением.

На рис. 6.50 представлено развитие общей деформации при низком и высоком постоянных напряжениях сдвига. Первые участки приведенных зависимостей (отрезок 0/1) соответствуют условно-упругой деформации, т.е. успевшей развиться за время

Изменение во времени деформации вязкотекучего полимера

Рис. 6.50. Изменение во времени деформации вязкотекучего полимера

при низком (я) и высоком (б) постоянных напряжениях сдвига

приложения нагрузки высокоэластической деформации. Второй участок на кривых рис. 6.50, ограниченный первой вертикальной пунктирной линией, соответствует достижению предельной высокоэластической деформации; при малой нагрузке (рис. 6.50, а) наряду с этим происходят незначительные изменения структуры и начинается установившееся течение. Снятие малой нагрузки в любой момент времени приводит к релаксации высокоэластической деформации и фиксации развившейся необратимой деформации.

При воздействии высокого напряжения сдвига быстрое нарастание высокоэластической деформации на участке до точки 3 задерживается и одновременно начинают частично разрушаться межмолекулярные связи. Постоянное и высокое напряжение действует на постепенно убывающее число таких связей, нагрузка на них возрастает и ускоряется процесс их разрушения (участок 3—4 на рис. 6.50, б). После разрушения флуктуационной сетки начинается установившееся течение (участок после точки 4). Протяженность переходного участка 3—4 зависит от нагрузки, и при большой ее величине этот участок может выродиться в точку.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>