ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изучение a-процессов в эластомерах по данным релаксации напряжения из "Структура и релаксационные свойства эластомеров" Рассмотрим модель, описывающую поведение несшитого эластомера в области высокоэластического плато и далее в вязкотекучем состоянии. Для такого полимера в обобщенной модели Максвелла (рис. 3.18), сохраняются только элементы, соответствующие .-процессам с вязкостями T]g и т)7 (так как рассматривается линейный неполярный ненаполненный эластомер, то элементы, соответствующие а -, 6-, я- и ф-процессам, отсутствуют). [c.159] На рис. 5.1, а приведена модель, описывающая эти три .-процесса. Здесь Е- , Е и Е вклады каждого -процесса, зависящие от числа физических узлов (микроблоков первого, второго и третьего типа), а т]1 П2 т)з — вязкости, соответствующие временам релаксации т , Тз, Тд. [c.159] У эластомеров вязкости и времена релаксации Я-процессов отличаются существенно (на один порядок величины). В низкотемпературной части высокоэластического плато значения вязкостей щ и Пз настолько возрастают, что деформации этих элементов можно рассматривать как чисто упругие (рис. 5.1, б). В высокотемпературной части высокоэластического плато вязкость г)з еще достаточно велика, а вязкость T]i уже столь мала, что соответствующий элемент полностью выключается (рис. 5.1, е). Наконец, при дальнейшем повышении температуры можно пренебречь и вязкостью т]2 и поэтому вязкость т)з т) определяет реологические свойства эластомера. Модель на рис. 5.1, г относится к вязкотекучему состоянию эластомера. [c.159] Приведенные модели, конечно, не могут претендовать на точное количественное описание релаксационных процессов. Для этого следует использовать непрерывные спектры времен релаксации, однако модели позволяют понять основные черты механического поведения эластомеров в высокоэластическом и вязкотекучем состояниях. [c.159] Если эластомер сшит, то в модель а добавляется четвертый максвелловский элемент, ответственный за химическую релаксацию (б-процесс). Тогда в модели б модуль = 2+ з+ оо, в модели в Е = Ез+Е , а модель г переходит в модель стандартного линейного тела (см. рис. 4.11, где вместо Ei и i)i теперь будет Е и т]д). [c.159] В отсутствие наполнителя максимумы внутреннего трения а и ф не наблюдаются. Главный а-максимум при данной частоте деформации соответствует температуре механического стеклования. Три Я-максимума наблюдаются всегда, независимо от наличия активного наполнителя и степени сшивания эластомера (конечно при таком содержании наполнителя и сшивающего агента, когда структура полимера еще существенно не изменена). Трудность обнаружения Я-максимумов связана с тем, что они обычно слабо выражены и сильно размыты. [c.160] Методом затухающих свободных колебаний [20] исследовался также натуральный каучук (НК) и его вулкани-заты с различным содержанием вулканизующего агента — серы. С увеличением содержания серы высокоэластическое плато расширяется и, начиная с 1,5% 5, область высокоэластического плато располагается от —40 °С до +150°С. Для НК и его вулканизатов, содержащих до 2% 5, кроме а-максимума наблюдаются еще три максимума на высокоэластическом плато при температурах 5, 25 и 60 °С. При больших содержаниях серы эти три максимума постепенно исчезают, что вероятно связано с изменением природы или даже с исчезновением исходных упорядоченных микроблоков надмолекулярной структуры, так как увеличение плотности сетки поперечных химических связей препятствует молекулярному упорядочению и образованию упорядоченных физических узлов. Температура же а-максимума при малых содержаниях серы почти не меняется (—50 °С), но уже при 5% 5 повышается до —40 °С, а при дальнейшем увеличении содержания серы 30% — до 63 °С (см. рис. 4.10). Имеются и другие работы [22—24] по влиянию густоты вулканизационной сетки на а-процесс релаксации эластомеров (см. далее гл. 6). [c.164] Таким образом, приведенные экспериментальные данные свидетельствуют о существовании у эластомеров в области высокоэластического плато целого ряда медленных релаксационных процессов, связанных с молекулярной подвижностью более громоздких, чем сегменты структурных элементов. [c.165] Недавно открытые Я-процессы относятся к медленным релаксационным процессам, поэтому наиболее четкие результаты получают при изучении длительной релаксации напряжения в области высокоэластического плато. Обработка таких данных с помощью методов, описанных в гл. 3, позволяет построить дискретные или непрерывные спектры времен релаксации. Схематически непрерывный спектр представлен на рис. 5.7. [c.165] В работах [25, 26] вместо трех Я-максимумов наблюдался один размытый максимум на спектре. [c.165] Вернуться к основной статье