Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Чернин И.3. -> "Эпоксидные полимеры и композиции" -> 27

Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.

Чернин И.3., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции — М.: Химия, 1982. — 232 c.
Скачать (прямая ссылка): epoxyds.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 98 >> Следующая

Для полимеров, отвержденных выше Гс, значения Го, полученные экстраполяцией кривых авн = /(Г„зм) до пересечения их с осью абсцисс, примерно одинаковы и близки к Гс. Поэтому для Го, которая определяется как температура, при которой Овн = 0, практически совпадает с температурой стеклования полимера. Однако для образцов, отвержденных при температурах ниже Гс, Г0 также ниже Гс и превышает температуру отверждения примерно на 10—25°С. Разница между температурами отверждения и Г0 в этом случае объясняется усадкой полимера при отверждении. При нагревании образцов, отвержденных при тем- . пературах ниже Гс, до температур, превышающих Гс, внутренние напряжения при 20°С увеличиваются и достигают уровня напряжений в образцах, отвержденных выше Г,. Это можно объяснить протекающим доотверждением полимера и релаксационными процессами. В результате этого полимер приходит в механическое равновесие с подложкой при температурах, превышающих Гс.
С понижением температуры наблюдается линейное увеличение внутренних напряжений, что связано с возрастанием ДГ = = Г0 — Г„зм. Линейный характер зависимости авн от температуры измерений в интервале температур от +20 до —60°С го-
76
ворит о том, что значение произведения Е2(а,2 — а\) в этом интервале сохраняется постоянным. Повторный цикл измерений при охлаждении или нагревании образцов приводит к таким же значениям внутренних напряжений, как и в первом цикле. Получаемые для нескольких циклов измерений кривые хорошо накладываются друг на друга, что свидетельствует о постоянстве внутренних напряжений при данной температуре.
Таким образом, термические напряжения и обусловленное ими разрушение полимера связаны с термическими коэффициентами расширения и механическими свойствами полимера. В этом кратком разделе мы не можем подробно рассмотреть разрушение и деформацию эпоксидных полимеров, тем более, что механические свойства аморфных полимеров подробно описаны в ряде монографий [1, 71, 72, 73]. Между разрушением и деформированием линейных и трехмерных стеклообразных полимеров с феноменологической точки зрения нет принципиальных различий [1, 74], что дает возможность использовать при изучении внутренних напряжений и растрескивания весь математический аппарат, разработанный в механике полимеров для описания деформирования, релаксации напряжения и разрушения. Для расчета произведения Е2Аа из свойств полимера необходимы, как уже указывалось, значения нерелакспрующего модуля в зависимости от температуры, которые имеются для очень малого числа полимеров. Для описанных выше полимеров была проведена проверка возможности такого расчета и получено ^удовлетворительное совпадение с экспериментом [101].
Не меньшее влияние, чем температура, на внутренние напря-л<ения в эпоксидных полимерах оказывает поглощение воды [102], всегда присутствующей в атмосфере. В эпоксидных смолах, представляющих собой жесткие полярные полимеры со сравнительно большим водопоглощеннем [до 5—6% (масс.)], при поглощении воды возникают большие внутренние напряжения, в некоторых случаях превосходящие термические напряжения. В этом случае внутренние напряжения, налагающиеся на термические, возникают за счет деформации набухания полимера б,( и пропорциональны Е2е((, причем в этом случае Е2 и еф зависят от относительной влажности ф. Как и в предыдущем случае определение Е2 и еф — сложная задача, и проще определять произведение Е2г,р = /(<р), которое такл<;е представляет собой величину, характерную для полимера. Значение произведения Е2е,1( представляет большой интерес, так как оно позволяет судить об относительном значении внутренних напряжений в разных полимерах и рассчитывать из значения <хВн, если известно Значение А(Х, у, г)-
Следует иметь в виду, что в большинстве работ определение термических внутренних напряжений проводится в контакте с воздухом без учета его относительной аЛс'Жности, т. е. фактически в неконтролируемых условиях, что может приводить к большим ошибкам.
77
Влияние влажности на внутренние напряжения в эпоксидных полимерах можно показать на примере эпоксидной смолы ЭД-20, отвержденной полиэтиленполиамипом [ 102] (аналогичные данные получены и на других системах). Термические внутренние напряжения в образцах, отвержденных при 7> Гс, сначала резко снижаются, а после пребывания образцов в воде в течение 1,5 ч знак авн изменяется на обратный. Равновесные значения авн для пленок толщиной «0,1 мм достигаются после выдержки образцов в воде в течение 6 ч. (Равновесными напряжениями будем называть напряжения, которые соответствуют равновесному набуханию полимера при данной влажности и температуре измерения.) Последующее длительное пребывание в воде не приводит к уменьшению внутренних напряжений, если только образец не разрушается
Такой лее характер зависимости авн от продолжшельностн пребывания образцов в воде наблюдается и при отверждении полимера при более низких температурах. Однако адгезионное взаимодействие в образцах, отвержденных при 20°С. недостаточно велико, вследствие чего уже через 2 ч пребывания образцов в воде происходит разрушение образцов и снижение внутренних напряжений до нуля. Последующая сушка образцов, отвержденных при Готв > Тс над прокаленным СаСЬ, при комнатной температуре полностью восстанавливает исходный уровень <гВц. После нескольких циклов набухания и последующей сушки описанная картина изменений внутренних напряжений в системе хорошо воспроизводится, что свидетельствует о постоянстве внутренних напряжений при данной влажности. В высушенных над прокаленным СаС12 пленках при контакте их с влажным воздухом сначала внутренние напряжения резко снижаются, а затем приобретают постоянное значение. Наблюдаемое снижение авн тем больше, чем выше относительная влажность воздуха. Предельные значения внутренних напряжений с увеличением относительной влажности воздуха линейно снижаются. Наклон кривых зависит от температурного режима отверждения полимера и, следовательно, от уровня исходных внутренних напряжений. Значение и знак напряжений зависят ог количества поглощенной воды. Значения внутренних напряжений, • рассчитанные на основании определенных по релаксационным кривым нерелакспрующего модуля Е2 при различных влажно-:тях и сорбционного расширения при тех же влажностях, достаточно хорошо совпадают с экспериментальными значениями.
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 98 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed