Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка):
-ДЕ
0' = toe*7\ (4-30)
где% — константа; ДЕ—энергия активации; R — универсальная газовая постоянная.
В случае релаксационных переходов, связанных с повышением температуры динамических испытаний, на кривой температурной зависимости G' наблюдается перегиб, а на графиках температурных зависимостей С" и tg б — максимумы. При этом частота а» связана с температурой релаксационного перехода Tp зависимостью
ДЕ
ІПи) = -
RTp' (4-31)
Є' = і. (4.32)
Отношение времен релаксации при температуре Ти выбранной «стандартной» температуре T0 называют фактором сдвига или температурным коэффициентом сдвига O1:
0'(T)
Коэффициент сдвига является универсальной функцией температуры и выражается уравнением Вильямса-Лэндела-Ферри (ВЛФ)
^-"C2+(T-T0)' (4-34)
где C1 и C2 — постоянные, зависящие от T0.
88
Принцип температурно-временной суперпозиции устанавливает эквивалентность влияния на реологические характеристики временных и температурных условий нагружения. Использование метода приведенных переменных позволяет значительно расширить температурный и временной интервалы исследуемых характеристик без проведения дополнительных экс пери ментов *
4.2.2. Прочностные свойства
Прочностью называют свойство твердого тела сохранять целостность при действии нагрузок. Прочностные свойства, как правило, характеризуют пределом прочности op — напряжением, при котором происходит разрушение образца.
По способу определения различают кратковременную и длительную прочность.
Кратковременную прочность выражают пределом прочности Op- Его определяют методом одноосного растяжения на разрывных машинах при заданной скорости нагружения или скорости деформации, обычно в пределах 1-10% в секунду [48, Т. 3]. При выборе скорости нагружения руководствуются правилом: время от момента приложения нагрузки к образцу до момента его разрушения должно составлять не менее 1 мин при испытании материалов, не имеющих предела текучести [37). Наибольшее распространение получили следующие скорости нагружения: 5, 25 и 100 мм/мин.
Одновременно с Op определяют относительное удлинение при разрыве Ер.
Под длительной прочностью понимают максимальное напряжение, вызывающее разрушение образца после заданной длительности действия нагрузки,
В зависимости от условий получения материалов и проведения испытаний различают теоретическую, предельно достижимую и техническую прочность [48, Т. 3].
Теоретической прочностью называют напряжение, при котором происходит одновременный разрыв химических связей между всеми атомами, расположенными по обе сто-
89
роны от поверхности разрушения в условиях нагружения при нулевой температуре по Кельвину (сгтеор). Теоретическая прочность является максимально возможной прочностью твердого тела с идеальной структурой. Ее можно получить, например, при растяжении идеального монокристалла в направлении оси его вытянутых цепей в области температур, близких к нулевой (по Кельвину) или при малых временах н агру жен ия.
Предельно достижимой прочностью называют прочность идеальной полимерной структуры при данных температуре и времени (или скорости) деформирования образца.
Одним из методов расчета теоретической прочности <ттеор является определение напряжения, при котором происходит одновременный разрыв химических связей молекулярных цепей, приходящихся на единицу площади поперечного сечения полимера с идеальной структурой.
Предельно достижимую прочность часто рассчитывают по экспериментальным зависимостям напряжения разрушения от степени ориентации и степени кристалличности с
Таблица 4 Л
Теоретическая и предельно достижимая прочности некоторых полимеров
Полимер Теоретическая Предельно достижимая
прочность отеор1 ҐПа прочность ап, Г Па
Полиэтилен 26-27 4,0-6,5
Полипропилен 11-12,5 2,0-3,5
Пол на крил он ит рил 15,5-16,0 2,7-4.0
Половин ил хлор ид 14-17 2.7-4.0
Поливиниловый спирт 22-23 4,0-7,0
Поп и кап роа м ид 23-27 3.5-5,5
Пол и фор ма л ьдег ид 21.5-22,5 3.5-5,5
П ол иэти ле н те рефта ла т 21-22 3,5-6,0
Целлюлоза 16-26 2,7-7,0
Триацетат целлюлозы 8-13 1,4-3,5
Поли( ди фенилокси д! пи-
ром еллтимид 10-12 -
90
последующей экстраполяцией до значений, соответствующих 100%-ной ориентации и кристалличности. Рассчитанные этими методами значения теоретической и предельной достижимой прочности для некоторых полимеров приведены в табл. 4.4 [48, Т. 3).
Технической прочностью отеХн называют прочность реальных материалов в стандартных условиях испытаний.
Реальные материалы разрушаются при значительно более низких напряжениях отехн, чем оп. Это объясняется их неоднородной структурой, наличием локальных напряжений, микротрещин и других дефектов.
Одной из фундаментальных характеристик прочностных свойств материалов является долговечность, под которой понимают продолжительность времени от момента нагружения до разрушения при заданном постоянном напряжении. Долговечность полимеров зависит от напряжения и температуры.
При динамических (циклических) погружениях прочность характеризуют усталостной прочностью и выносливостью.
Усталостной прочностью называют значение амплитуды напряжения, при котором разрушение наступает после заданного числа циклов нагружений.
