ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные черты релаксационных явлений из "Химия и физика каучука" Основные черты релаксационных явлений. Релаксационный характер эластичности каучука проявляется во влиянии времени или скорости деформации на величину деформации или усилия. При деформации каучука происходит сложная перегруппировка гибких цепных молекул, связанная с преодолением сил взаимодействия между ними. Поэтому такая перегруппировка не может происходить мгновенно, а требует определенного времени, тем большего, чем больше энергия взаимодействия молекул и чем меньше энергия их теплового движения. Поэтому если в простых низкомолекулярных жидкостях молекулы изменяют свое положение за время порядка сек., то изопентеновые группы каучука требуют для изменения своего положения уже около 10 сек. Это увеличение времени обусловлено меньшей подвижностью звена цепи по сравнению с молекулой тех же размеров (влияние химической связи звена с соседними звеньями своей цепи). Время, необходимое для перегруппировки большего количества звеньев полимера, должно быть, естественно, еще больше и достигает иногда многих месяцев. [c.202] Если тело деформируется так медленно-, что все перегруппировки успевают произойти за время деформации, то эластичность проявляется полностью. Если же деформация происходит слишком быстро, то молекулы полимера не успевают изменять свою форму или изменяют ее только частично. В этом случае эластические свойства не успевают проявляться совсем или проявляются частично. Следовательно, величина деформации должна зависеть от скорости деформации и значение модуля упругости также будет функцией скорости деформации. [c.202] Если тело подвергнуто быстрой деформации на определенную величину и удерживается при этом значении деформации, то напряжение в теле с течением времени падает. Это падение напряжения обусловлено теми же самыми процессами перегруппировки цепных молекул в растянутом образце. Само это явление ослабления напряжения в деформированном теле назыь вается релаксацией напряжения. [c.203] Если каучукоподобное тело подвергнуть сначала деформации равномерного растяжения, а затем сокращения, то вследствие отсутствия равновесия значения сил при растяжении будут выше, а при сокращении — ниже равновесных значений. Вследствие этого график зависимости напряжение-деформация будет иметь вид петли (явление гистерезиса). Ясно, что при растяжении изменения в расположении цепных молекул все время отстают от изменений деформирующей силы. Они соответствуют равновесным структурам для деформаций меньших, чем фактическая. Наоборот, при сокращении в образце сохраняется характер расположения молекул, соответствующий более высоким значениям деформации, чем фактические. Именно этим и вызывается различие зависимостей сил от деформации при растяжении и сокращении. Если же процесс деформации ведется настолько медленно, что перегруппировки молекул успевают происходить за время деформации полностью, то явление гистерезиса отсутствует и различия между ходом растяжения и сокращения не наблюдается. [c.203] Явление гистерезиса отсутствует также и при очень быстрых деформациях, когда за время всего цикла деформации вообще не успевают произойти какие-либо пе регруппировки цепей. В этом случае высокая эластичность не успевает проявиться и вся деформация является упругой. [c.203] Следует особо подчеркнуть, что релаксация может приводить к явлениям, по внешности противоположным. Так, например, если на тело действует растягивающая сила, то равновесию отвечает ориентация и выпрямление цепных молекул. Поэтому релаксация проявится в увеличении с течением В)ремени дли нк образца. Однако после снятия действующей силы состоянию равновесия будет отвечать хаотическое расположение скрученных цепных молекул. Поэтому после раэгрузми деформированного образца релаксация будет проявляться в постепенном сокращении образца. [c.203] Вернуться к основной статье