|
|
|
Главная --> Справочник терминов Сопротивление тепловому Медленный рост трещин в поликарбонате, также являющемся стеклообразным полимером, будет еще более сложным процессом по сравнению со случаем ПММА. При низких температурах (Т<—40°С) на дважды закрученном образце были получены значения Кс, равные (2,6—3,4) МН/м3/2 [19], которые не зависели от скорости роста трещины при малых значениях последней (d<10~3 м/с), но зависели от толщины образца и температуры. При более высоких скоростях роста трещины (а—10-1 м/с) значения Кс медленно нарастали. Однако в образцах ДКБ с двусторонней выемкой (ДВ—ДКБ) коэффициент Кс уменьшался с увеличением а в области значений а<10-' м/с [20]. Такую зависимость подтвердили Камбур и др. [21], которые экспериментально получили значение Gc = 8,2 кДж/м2 при d = 2,5-10~5 м/с и значение Gc=12 Дж/м2 при а = 300 м/с. Исследование микрофотографий, полученных при медленном разрушении пластин (В =12,7 мм), позволило выявить образование губ среза (связанных с расходом энергии) шириной 0,4 мм (смешанный тип распространения трещины). При высоких скоростях губ среза не обнаружено. Для сополимера ПК с силиконовыми блоками авторы работы [21] смогли увеличить сопротивление разрушению этого материала развитию трещины в области температур Т>—110°С. В этом материале рост трещины смешанного типа не зависел от скорости. Основными показателями технических свойств каучука, которые определяются путем испытания вулканизатов, являются следующие: предел прочности при растяжении, эластичность, сопротивление истиранию, сопротивление разрушению при многократных деформациях, температуростойкость и теплостойкость, морозостойкость, водо- и газонепроницаемость, диэлектрические свойства, маслостойкость, химическая стойкость, стойкость к действию кислорода и озона. Эластичность по отскоку у вулканизатов натрий-дивинилово-го каучука низкая, в 1,5—2 раза ниже, чем у резины из натурального каучука. Сажевые вулканизаты этого каучука имеют низкое сопротивление разрушению при многократном растяжении, обладают повышенным теплообразованием при многократных деформациях и низким сопротивлением истиранию по сравнению с вул-канизатами из натурального каучука. По морозостойкости дивинил-стирольный каучук занимает промежуточное положение между каучуком СКВ и натуральным каучуком, с понижением содержания стирольных звеньев в каучуке морозостойкость его увеличивается. Саженаполнен-ные вулканизаты на основе СКС имеют хорошее сопротивление тепловому, озонному и естественному старению и хорошее сопротивление разрушению при многократных деформациях. Влияние структуры полимера и условий испытаний на прочность. При эксплуатации полимерных изделии их разрешение происходит в самых разнообразных условиях при растяжени г, сжатии, изгибе, срезе, п результате проколов, надрезов, истирания и т. д. Поэтому прочностные свойства характеризуют обычно несколькими показателями, определяемыми при рачных условиях деформирования Поскольку прочность зависит от скорости и температуры испытания, прочностные показатели определяют при постоянных скорости деформирования и температуре. Кратковременную прочность оценивают по разрушающему напряжению при растяжении, сжатии, изгибе, срезе в обычных условиях при невысоких скоростях деформирования («0,001—0,5 м/мин). Для некоторых полимеров определяют сопротивление разрушению при ударных воздействиях нагрузки со скоростью 2 —4 м/с. Этот показатель называется ударной вязкостью {или ударной прочностью). Он представляет собой отношение работы разрушения Аразр к площади попере ного сечения образца 50. сопротивление разрушению сольватной оболочки соответствует На сопротивление разрушению благоприятно влияют высокая молекулярная масса, уменьшение напряжения при правильной отливке образца и совмещение с эластомерами. Если бы сопротивление разрушению обуславливалось бы только противодействием за счет сил главных химических валентностей, то в рассматриваемом случае значения разрушающих напряжений для всех трех типов полимеров были бы одинаковыми, так как характер химических связей в цепи и между цепями для всех трех типов образцов одинаков. Однако одинаковые сопротивления разрушению получались только при одном способе испытания, а именно при так называемом квазиравновесном способе деформации. При этом образцы подвергаются последовательной деформации, проходящей ряд дискретных значений вплоть до разрушения. Каждое из значений деформации поддерживается такое время, в течение которого в основном заканчивается процесс релаксации напряжения. Смысл такого метода заключался в том, что при заданной постоянной температуре испытания в результате флуктуации тепловой энергии связи межмолекулярного взаимодействия рвутся чаще, чем связи сил главных химических валентностей. Поэтому, если в элементарном акте разрыва одновременно рвутся связи первого и второго рода, то при квазиравновесном способе испытания межмолекулярные связи не противодействуют разрыву, поскольку они были преодолены при значениях деформаций, предшествующих разрушающему. Если сопротивление разрушению определяется противодействием сил главных валентностей, то, естественно, что достигнуть определенную прочность можно уже при синтезе полимеров с прочными химическими связями в основной цепи. Чем прочнее эти связи, чем больше значение энергий этих связей, тем прочнее должен быть полимер. Разрыв химических связей обуславливает прочность материала только при достаточно больших значениях молекулярный массы. При этом энергия суммарного противодействия отрыву элементов структуры друг от друга за счет межмолекулярного взаимодействия должна быть больше энергии рвущихся химических связей [297, с. 314]. Увеличение числа химических связей, несущих нагрузку, сопровождается увеличением прочности материала также в случае трехмерных структур, содержащих химические связи. Это происходит, например, при химическом сшивании молекул полимера. В дальнейшем будет показано, что ориентация анизодиаметричных элементов структуры способствует преимущественному разрыву химических связей. Второй аспект проблемы прочности полимеров — изучение механизма разрыва связей позвол^ет^)су1щ:ст^пъ_^^ -нрвч1юс1И nyieM и^юЛШШШтя^юШмориы^штёршлов в условиях, при которых он проявляет наибольшее сопротивление разрушению. Такой подход приводит к понижению пиков перенапряжений [297, с. 30], созданию многослойных материалов [297, с. 319], наполнению активными наполнителями, созданию заранее заданных структур в результате воздействия магнитного, электрического или механического поля [298, с. 135—137]. напряжении, меньшем ап, т. е. сопротивление разрушению таких тел равно предельной прочности. ной деструкции и сопротивление тепловому старению. По этим, показателям вн ирецислияит НК и вее--И5вестные СК общего на-знач"етдгя7"Яр-!г нагревании изделий из "СКВ в присутствии кислорода, "а~Та-кже~1Юд действием уизлуч'ёнйя протекает процесс до-полнительного структурирования материала, в связи с чем этот каучук трудно заменить в таких отраслях промышленности, как асбестотехническая, электромашиностроительная и др. Основной особенностью бутадиен-нитрильных каучуков (БНК) является наличие полярных нитрильных групп, которые придают ему специфические свойства. Из них главными являются: стойкость к действию масел и алифатических углеводородов, повышенное сопротивление тепловому старению. Одним из существенных преимуществ резин из БНК по сравнению с резинами из других каучуков (БСК, НК, СКИ-3) является их более высокое сопротивление тепловому старению, что, видимо, объясняется образованием при термоокислительном старении промежуточных продуктов, представляющих собой ингибиторы окисления [5]. Катализатор может разрушиться вследствие теплового удара,т.е. резкого изменения температуры, что обычно наблюдается при попадании парового конденсата на поверхность раскаленного катализатора. Сопротивление тепловому удару различно у разных катализаторов и за-шсит от их состава, способа приготовления, размера гранул, их пористости и т.д. Одним из существенных преимуществ резин из СКН, по сравнению с резинами из других каучуков (БСК, НК, СКИ-3), является их более высокое сопротивление тепловому старению. Резины из СКН По морозостойкости дивинил-стирольный каучук занимает промежуточное положение между каучуком СКВ и натуральным каучуком, с понижением содержания стирольных звеньев в каучуке морозостойкость его увеличивается. Саженаполнен-ные вулканизаты на основе СКС имеют хорошее сопротивление тепловому, озонному и естественному старению и хорошее сопротивление разрушению при многократных деформациях. Вулканизаты ненаполненных смесей на основе наирита обладают прочностью около 220—250 кгс/см2. Наполнители, как правило, не повышают прочности вулканизатов, но увеличивают модули и понижают относительное удлинение. Вулканизаты имеют хорошее сопротивление раздиру и истиранию, высокое сопротивление тепловому старению, а также высокий показатель эластичности по отскоку, близкий к показателю эластичности резин из натурального каучука. же высокое сопротивление тепловому и озонному старению. Кроме где dq/dt - регистрируемый тепловой поток, определяемый по экспериментальной кривой; (С06 - C3m)dT/dt - смещение базовой линии от нулевого уровня (Соб и Сэт - теплоемкости образца и эталона); dT/dt -скорость изменения температуры нагревателя; RC^ (fq/df ~ тангенс угла наклона экспериментальной кривой в любой точке, умноженный на постоянную Rco6 (эта постоянная определяет разрешающую способность прибора); R - термическое сопротивление тепловому потоку. Как в методе ДТА, так и ДСК R складывается из двух составляющих: Добавка СКД-ЛС 1,2 в смесь СКИ-3+БСК позволяет существенно улучшить коэффициент температуростойкости, сопротивление тепловому старению, многократному растяжению и разрастанию трещин в шинных резинах. Улучшаются сцепные характеристики протектора. жны активизировать традиционно применяемые стабилизаторы (нафтам-2, диафен ФП). Действительно, при введении ПОС возрастает сопротивление тепловому старению, значительно (в 2 раза) увеличивается сопротивление многократному растяжению.  Секстетом электронов Смешанных растворителях Смешанной конденсации Смешанному ангидриду Смешением растворов Смешивания реагентов Смесительного воздействия Смесителе непрерывного Смолистыми веществами |
- |
Навигация