ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Объемная ползучесть и скорость деформации из "Свойства полимеров при высоких давлениях" В отличие от металлов и многих других низкомолекулярных твердых веществ, у которых отсутствует объемная ползучесть как при низких, так и при высоких гомологических температурах, для полимерных материалов характерна объемная ползучесть (уменьшение объема при постоянном напряжении с течением времени). Это объясняется тем, что у любого полимерного материала имеется яморфная часть с неупорядоченной структурой и достаточным количеством дефектов и пустот, которые могут заполняться при сжатии даже тогда, когда материал находится в стеклообразном состоянии соответственно скорость деформации влияет на сопротивление объемному деформированию. [c.58] Экспериментальных работ, посвященных исследованию этих явлений, опубликовано немного -что связано с методическими трудностями, возникающими при проведении подобных исследований. [c.58] На рис. 2.4 приведены графики ползучести полиэтилена низкого давления при 149 °С и разных исходных давлениях . При давлении 420 кгс1см кристаллизация не происходит и ползучесть мала. При давлении 840 кгс см и более высоком с течением времени развивается кристаллизация и скорость ползучести резко возрастает. Наибольшая величина деформации ползучести оказывается при давлении 1120 кгс/сж это связано с тем, что при больших давлениях значительная часть материала кристаллизуется в процессе приложения нагрузки. [c.60] При снятии нагрузки температура образца резко падает и далее также устанавливается в течение 12 мин. Заметим, что указанная продолжительность установления теплового равновесия является характеристикой данного прибора с данным размером образцов и в других случаях может быть иной. [c.62] При исследовании ползучести эпоксидной смолы было обнаружено, что после приложения нагрузки объем сначала уменьшался, а затем увеличивался это, как было установлено, объяснялось набуханием образца в среде, передающей давление (масло) были приняты меры для защиты поверхности образцов. [c.62] При снятии приложенной сжимающей нагрузки наблюдалось восстановление исходных размеров в течение 12 мин, т. е. за время установления теплового равновесия. Таким образом, обратная ползучесть протекает очень быстро, и ее некоторое торможение связано только с термическим процессом. Этим объемная ползучесть принципиально отличается от линейной ползучести. Быстрое восстановление связано с тем, что объемная ползучесть, как правило, мала по сравнению с упругим сжатием (рис. 2.5), и снятие нагрузки ведет к быстрому появлению большого количества пустот, которые и заполняются в течение короткого времени сегментами молекул. Очевидно, если снимать не все давление, а какую-то его часть, скорость возврата в исходное состояние должна быть меньше опыт это подтверждает. [c.62] Д — температура при возврате О — температура при ползучести — ползучесть при давлении 2800 кгс/см , А — воз врат при атмосферном давлении. [c.63] Как видно из рис. 2.6, при малых временах опытные точки существенно отклоняются от линейной логарифмической зависимости. Выше было указано, что при этих временах еще не наступило тепловое равновесие и происходит тепловое расширение. Если ввести соответствующие поправки, то точки ложатся на линейные графики (рис. 2.6, зачерненные точки). [c.65] Как следует из табл. 2.1, величина объемной ползучести невелика по сравнению с начальной деформацией даже при больших временах нагружения, и, следовательно, во многих практических задачах можно считать, что модуль объемного сжатия не зависит от времени нагрузки. [c.67] Исследовалась объемная ползучесть при быстром изменении температуры образца с последующей регистрацией кинетики изменения объема. Считается, что ход процесса в этом случае аналогичен ходу процесса ползучести при скачкообразном приложении давления. Следует заметить, что это предположение нуждается в серьезном физическом обосновании. [c.67] Из этой формулы следует, что изменение объема или температуры действительно может повести к соответствующему изменению времени релаксации, но это, по-видимому, относится к времени релаксации механической ползучести. Изменение объема при изменении температуры происходит в результате изменения амплитуды колебаний молекул и сегментов, причем не вполне ясно, ка1 идут релаксационные процессы, каково влияние дефектов структуры, пустот и т. п. [c.67] Аналогичная формула была предложена в дальнейшем в работе . [c.68] Должна получиться прямая с тангенсом угла наклона В и отрезком, отсекаемым на оси ординат, равным 1п С. [c.69] Величины а и /С определяются по опытным данным для выбранных значений а и е . В этом случае после простых преобразований уравнение (2.10) также сводится к функции Эйлера. [c.69] Вернуться к основной статье