Читать реферат по химии: "Прочностные и деформационные свойства полимеров" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Прочностные и деформационные свойства полимеров Прочностные свойства полимеров Под прочностью понимают свойство полимерного материала сопротивляться разрушению под действием механических напряжений. При этом разрушение - это нарушение сплошности материала, его разрыв, приводящий к образованию новых поверхностей. Чтобы разрушить полимерное тело, надо разрушить связи, объединяющие элементы его структуры. В механике полимеров различают теоретическую и техническую прочности.

Так, теоретическая прочность полимерного материала σm - это прочность тела с идеальной структурой, без повреждений и дефектов при температуре абсолютного нуля, т. е. в отсутствие теплового движения, при однородной статической деформации растяжения, обеспечивающую равную напряженность всех связей и их одновременный разрыв по поверхности разрушения.

Теоретическая прочность определяется по формуле , где N - число атомов или связей, приходящихся на единицу площади сечения, Fm - прочность связи (сила взаимодействия) двух соседних атомов.

Повышение степени ориентации приводит к росту плотности упаковки макромолекул и, следовательно, к увеличению числа химических связей на единице площади разрушения полимерного тела, а также к росту числа физических узлов.

При растяжении образца полимерного материала теоретическая прочность определяется, как, где E - модуль упругости, а K - константа равная 0,08 ÷ 0,16.

Установлено, что в полимерах невысокой молекулярной массы разрушение происходит не столько за счет разрыва химических связей, сколько за счет скольжения сегментов, т. е. преодоления сил межмолекулярного взаимодействия.

Техническая прочность намного ниже теоретической. Основными причинами снижения прочности являются тепловое движение атомов и наличие слабых дефектных мест.

В реальных полимерах при Т > 0 ºК в любой полимерной системе происходит тепловое движение атомов, которое может явиться причиной термофлуктуационного разрыва связей. Термофлуктуационная теория рассматривает разрушение связей как следствие теплового колебания отдельных атомов при равномерном распределении силового температурного поля. Например, разрыв связей в реальном полимере рассматривается как результат распространения, взаимодействия и генерирования фононов (статистически независимые связи - частицы).

Существуют такие понятния как кратковременная и длительная прочности. Кратковременная прочность определяется при нагрузке, приближающейся к разрушающей, а длительную - при нагрузках, намного меньше разрушающих.

Для определения длительной прочности к образцу полимера прикладывают постоянную растягивающую нагрузку, которая сразу после приложения силы, начинает вызывать необратимые изменения в структуре материала. При этом фиксируется время, через которое произойдет разрушение образца полимера. Это время принято называть долговечностью материала при заданном уровне напряжения.Таблица прочности выбранного полимера: пластмассы.

Для определения долговечности полимера используют уравнение

Похожие работы