ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние различных факторов на резание резин из "Разрушение эластомеров в условиях, характерных для эксплуатации" Приведенные на рис. 3.13 данные, которые относятся к ненаполненным и наполненным резинам из НК, СКН-18 и СКФ-32, показывают, что для всех резин имеет место хорошая корреляция между выбранными характеристиками их свойств. При этом кривые имеют экстремальный характер, во всех случаях связанный с конкурированием при деформировании двух процессов разрушения нестойких связей, приводящего к уменьшению твердости (размягчению) и прочности, и молекулярной ориентации, вызывающей упрочнение и увеличение твердости [56]. [c.107] Таким образом, известный ранее для коррозионного разрушения экстремальный характер зависимости долговечности от деформации является более общей закономерностью как прочностных, так и упругих свойств резин в области малых деформаций. [c.107] Нагрузки Ррз при разрушении. Время до разрушения при растяжении резин, так же как и других материалов, зависит от приложенного напряжения. В широком диапазоне напряжений эта зависимость носит сложный характер, так как по мере увеличения напряжения механизм разрушения неоднократно изменяется [57]. В области сравнительно больших напряжений, близких к обычным разрывным, эта зависимость имеет вид т=Ва В и п — постоянные). Ее отличие от зависимости для твердых материалов связывают с изменением структуры резины при росте прикладываемого напряжения. [c.107] При значительном изменении условий резания (большие диапазоны времен, тем ператур, предварительного растяжения) завиоимость т=f(P) усложняется, на ней появляются изломы, что, видимо, так же как при растяжении, свидетельствует об изменении механизма разрушения. [c.107] Тип полимера [58]. Разница в режимах разрушения резин при растяжении и резании обусловливает и качественное различие их прочностного поведения в этих условиях. Если при растяжении перед разрывом в резинах из аморфных полярных каучуков реализуется сильная молекулярная ориентация, а в резинах из кристаллизующихся каучуков при этом происходит и кристаллизация, что в обоих случаях приводит к резкому увеличению их прочности по сравнению с резинами из остальных аморфных каучуков, то при резании процесс развивается более сложно. При коротких временах, пока не успевают развиться релаксационные процессы, разрушение протекает как псевдохрупкое. Во всех резинах под ножом фиксируется неориентированная или слабоориентированная структура, что должно привести к нивелированию прочности различных резин близкой химической природы. Это нивелирование усиливается тем, что при резании сильно уменьшается роль дефектов, так как разрушение идет не по месту наиболее опасного дефекта, как при разрыве, а по задаваемому месту действия концентратора напряжения. Указанные соображения подтверждаются на резинах из углеводородных каучуков. [c.108] На ненаполненных резинах из НК, ПХП, СКН-40, СКФ-32, СКС-30, СКЭП и СКН-18 определяли зависимость времени до разрезания от нагрузки (рис. 3.14). [c.108] Затем для определенного времени разрезания (25 с) находили разрезающую нагрузку (Ярз). Из полученных результатов можно сделать следующие вы-восды. [c.108] Максимальная разница в истинной прочности при растяжении у исследованных резин достигает 70 (наирит и СКЭП). [c.109] Накопление результатов исследования большого числа полимеров позволило сопоставить сопротивление разрезанию с их хрупкой прочностью, с прочностью химических связей и величиной энергии когезии. Как было показано в гл. 1 (см. рис. 1.1), параметр растворимости каучуков, отражающий интенсивность межмолекулярного взаимодействия, не находится в непосредственной связи с Ррз, т. е. прочность эластомеров в этих условиях им не определяется. Что касается влияния прочности химических связей в основной цепи стх, то наблюдается корреляция между Ррз и Ох. Наибольшим значениям этих показателей (0х=336 кДж/моль, Ррз = 19-ь26 Н) соответствует группа углеводородных каучуков НК, СКН-18, СКН-40, СКС-30, СКФ-32, наирит. Исключение составляет СКБ, у него Ррз в 2—2,5 раза меньше, чем у остальных резин. Значению сГх=277 кДж/моль у СКУ-8 соответствует Ррз=16 Н, а значениям ах = 243-ь -Ь260 кДж/моль у силиконового каучука и тиокола соответствует Ррз=4ч-2 Н. [c.109] Молекулярная ориентация. Проследить при нормальной температуре за изменением прочностных свойств резин в результате их вытяжки можно с помощью метода резания, так как он позволяет задавать независимо друг от друга и предварительную деформацию, и нормально действующую разрушающую нагрузку. [c.110] Влияние предварительного растяжения образца на сопротивление резанию можно объяснить тем, что образовавшийся под режущей кромкой надрез при своем распространении постоянно встречает материал со структурой, соответствующей предварительно заданной степени растяжения, которая в процессе кратковременного резания образца практически не успевает измениться. Иными словами, чем выше степень предварительного растяжения образцов е, тем материал в большей степени заранее ориентирован и тем труднее его разрушить при действии ножа поперек оси предварительного растяжения при сравнительно малых 8 ( 1007о) и легче — вдоль нее. [c.111] Эти явления коренным образом отличают разрушение при резании материала от разрушения при его разрыве. [c.111] Описанный механизм справедлив при сравнительно небольших временах до разрезания. При больших временах до разрезания (при небольшой разрезающей нагрузке) напряжения под режущей кромкой успевают в значительной степени отрелаксировать. [c.111] Для более детального доказательства того, что определяемая при резании растянутых резин характеристика отражает влияние молекулярной ориентации на сопротивление резанию в такой же степени, как и на прочность при растяжении при неизменной структуре материала, были проведены опыты при низкой температуре. Определялась прочность при растяжении резин из НК в хрупком состоянии при нескольких деформациях е и сопротивление резанию таких же образцов в тех же условиях. Оказалось, что сопротивление резанию сгрз и прочность при растяжении Ор, отличаясь по абсолютной величине, изменяются симбатно с изменением предварительного растяжения и укладываются на общую кривую, что свидетельствует об аналогии в характере разрушения при резании и хрупком разрыве. [c.112] При разрезании в деформированном состоянии некоторых резин были обнаружены новые закономерности. Это относится к Ррз при продольном разрезании (11). Bi e резины, у которых разрезающая нагрузка Ррз1 возрастает с увеличением деформации 48, 50, 58] можно по изменению Ррзп при деформировании разделить на две группы. [c.112] У резин второй группы обнаружен новый эффект — всестороннее упрочнение при одноосном растяжении (рис. 3.16). Этот эффект в разной степени проявляется у резин из СКБ, СКЭП (ненаполненная и наполненная), СКФ-32 и СКН-18. [c.113] Наблюдаемые закономерности можно связать, как с увеличением межмолекулярного взаимодействия, так и с уменьшением подвижности структурных элементов при деформированИИ эластомера. [c.113] Одной из причин различного поведения эластомеров может быть и их разная на,Д Молекулярная структура [62—67]. Так, модель полимера с линейными элементами структуры дает. при растяжении больший рост прочности при растяжении I и большее уменьшение прочности при растяжении II [67], чем модель слабо ориентирующихся элементов (глобул). [c.113] Вернуться к основной статье