ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллические подимеры из "Физико-химия полимеров 1963" Механическая прочность проявляется только, начиная с определенного значения молекулярного веса. С увеличением степени полимеризации хрупкая прочность материала сначала повышается, а затем при. г = 600 приобретает постоянное значение. [c.227] Явление вынужденной эластичности. Для стеклообразного состояния полимеров характерны малые величины деформации при небольших напряжениях. Однако в отличие от простых низкомолекулярных стекол (канифоль, силикатное стекло и т. п.), стеклообразные полимеры сохраняют в некотором интервале температур способность подвергаться при приложении больших усилий значительным деформациям, достигающим иногда сотен процентов. Высокомолекулярные стекла приобретают хрупкость часто при температурах на много десятков градусов ниже темперагуры стеклования. Способность стеклообразных полимеров значительно деформироваться без разрушения и обусловливает возможность такого широкого применения их в технике. [c.227] В течение длительного времени полагали, что значительные деформации, вызванные большими усилиями, являются результатом процессов течения, которые называли холодным течением . Однако течение, т. е. взаимное перемещение макромолекул, в стеклообразном состоянии маловероятно (глава IX). Кроме того, течение всегда приводит к необратимым деформациям, что в данном случае не наблюдается. [c.227] Александровым и сотрудниками было показано, что образец полиметилметакрилата, имевший при температуре ниже температуры стеклования определенную остаточную деформацию, после нагревания выше Гс приобретает исходные форму и размеры. Обратимый характер больших деформаций, наблюдающийся у высокомолекулярных стекол, заставляет предположить соблюдение в стеклообразном состоянии тех же закономерностей, что и в высокоэластическом состоянии. Это весь.ма правдоподобно, так как стеклование не является фазовым переходом (глава VI) и полимер обладает одинаковой структурой при температуре выше и ниже Г с- Различие состоит лишь в том, что время релаксации полимера в стеклообразном состоянии очень велико. Поэтому при приложении сравнительно небольших напряжений стеклообразный полимер не может сильно деформироваться. [c.227] При малых напряжениях, когда аа4 А(У, уравнение (4) переходит в уравнение (2) (стр. 137), т. е. величина напряжения не влияет на время релаксации. При больших напряжениях величина г становится меньше и проявляется высокоэластическая деформация. [c.228] Большие деформации, развивающиеся в стеклообразных полимерах лишь под влиянием значительных напряжений, но близкие по своей природе к высокоэластическим, были названы А. П. Александровым вынужденно-эластическими, а само явление — вынужденной эластичностью . [c.228] Как уже указывалось, вынужденно-эластические деформации могут проявляться только под влиянием больших напряжений. Поэтому после прекращения действия деформирующего усилия скорость исчезновения вынужденно-эластических деформаций очень мала и при температуре ниже Гс они не снимаются. При температурах выше Тс образец полностью восстанавливает свои размеры. Таким образом, деформация стеклообразных полимеров всегда носит обратимый характер. [c.228] Процесс деформации стеклообразных полимеров, получивший название холодной вытяжки , подробно изучен Ю. С. Ла-зypкиным . [c.228] Кривую Е = ( а) можно разделить на несколько участков, характеризующих различные стадии процесса деформации. [c.228] При деформации прозрачных стеклообразных полимеров в определенном интервале температур наблюдается побеление в месте образования шейки. Это явление связано с образованием микротрещин. Чем выше температура дефорхмации, тем слабее побеление, и вблизи 7с оно полностью исчезает. [c.230] Микротрещины возникают также и в образцах, в которых при растяжении не образуется шейки, однако в этом случае процесс образования трещин протекает менее интенсивно. [c.230] Если растяжение стеклообразного полимера прекратить задолго до разрыва, нагреть образец до температуры выше Тс, затем снова охладить до начальной температуры и вновь подвергнуть деформации, то окажется, что полимер обладает такими же. механическими свойствами, как и при первом испытании (до нагрева). По-видимому, при малых деформациях микротрещины либо не образуются, либо очень малы по размерам. [c.230] При растяжении образцов полимеров до разрыва или почти до разрыва наблюдается образование значительных трещин, не залечивающихся при прогреве выше Тс- Даже если эти трещины после отжига становятся настолько малыми, что невидимы в микроскоп, то потом, во время опыта, материал все равно растрескивается. Следовательно, происходят необратимые из.менения механических свойств. [c.230] Температурная зависимость предела вынужденной эластичности. На рис. 88 и 89 представлены типичные кривые зависимости б=/(о) для стеклообразных полимеров при разных температурах. Из рисунков видно, что по мере понижения температуры предел вынужденной эластичности закономерно возрастает. [c.230] Температурная зависимость предела вынужденной эластичности при разных скоростях деформаций представлена на рис. 90. Из этого рисунка видно, что величина зависит не только от температуры, но и от скорости приложения напряжения, т. е. виден релаксационный характер вынужденной эластичности. Прямая о в =/(7 ) пересекается с осью абсцисс в точке, соответствующей температуре стеклования полимера. При этой температуре 0в=О. т. е. в образце уже при малых напряжениях развивается высокоэластическая деформация. [c.230] Предел вынужденной эластичности увеличивается с понижением температуры, причем тангенс угла наклона кривой Оц =/(7) всегда больше, чем кривой кр.= (Т). Точка пересечения этих двух кривых, Б которой 0в= хр. опрвдбляет температуру хрупкости материала. [c.232] Следует отметить, что температура хрупкости имеет еще более условный характер, чем температура стеклования, так как ее положение зависит не только от скорости воздействия силы, но и от вида деформации (сжатие, растяжение, сдвиг). [c.232] Интервал вынужденной эластичности определяется главным образом положением температуры хрупкости, которое зависит от величины прочности материала при хрупком разрыве (Охр.) и от характера изменения сТв с телше-ратурой. [c.233] Высокая температура хрупкости материала может быть обусловлена двумя причинами низкой хрупкой прочностью материала и резким увеличением предела вынужденной эластичности с понижением температуры (рис. 92). [c.233] У высокомолекулярных соединений хрупкая прочность обычно очень высока, следовательно, решающим фактором является второй чем резче увеличивается с понижением температуры, тем меньше температурный интервал вынужденной эластичности. [c.233] Вернуться к основной статье