и форму, тому механічні властивості діляться на деформаційні та міцнісні. p> Деформаційні - властивості характеризують здатність полімеру деформуватися під дією механічних навантажень, а міцнісні - здатність чинити опір руйнуванню. Механічні властивості полімерів значно відрізняються від механічних властивостей інших матеріалів. Відмінність в тому, що в полімерах існує велика залежність не тільки від самого полімеру (то є його будови і складу), але і від характеру зовнішньої сили. Саме режим деформування і характер механічного навантаження часто визначають працездатність полімерного вироби, розрізняють статичні і динамічні режими навантаження.
До статичних відносяться режими при постійному навантаженні або при малій частоті навантаження.
Динамічні режими включають циклічні та ударні навантаження.
13. Особливості міцнісних властивостей полімерів
Міцністю називається здатність чинити опір руйнуванню під дією механічних напруг (виражається в МПа). Руйнуванням - називається порушення цілісності (суцільності) матеріалу, тобто його розрив з утворенням нових поверхонь. Під теоретичної міцністю розуміють міцність тіла з ідеальною структурою (без дефектів) при одноосьової статичної деформації розтягу та зсуву. Під технічною міцністю розуміють міцність реальних полімерів. Вона нижча теоретичної через наявність теплового руху і дефектів. Через дефекти розриви визначаються не середньою напругою, а місцевим напругою на МІКРОДЕФЕКТИ, тобто в областях перенапруги. При значних навантаженнях полімер може руйнуватися навіть миттєво. Якщо ж сила невелика, то час до руйнування збільшується, тому розрізняють короткочасну і тривалу міцність
Міцність залежить від швидкості програми навантаження. Для ідеального полімеру, в якому всі ланцюги однаково напружені і рвуться майже одночасно вводиться поняття гранично допустимої міцності. Зниження показника міцності в порівнянні з теоретичної та гранично допустимої пояснюється наступними причинами: 1) нерівномірністю навантаження ланцюгів; 2) існування коротких і довгих ланцюгів і їх різна орієнтація; 3) нерівномірність структури на молекулярному і надмолекулярному рівнях, наявність мікротріщин, аномальних ланок.
Під дією механічної навантаження полімер руйнується в кілька стадій: 1) розтягнення міжатомних зв'язків; 2) розрив порушених зв'язків; 3) утворення вільних радикалів, 4) ланцюгові реакції в зоні розірвалися зв'язків, які ініціювали вільні радикали. При цьому можуть виділятися летючі продукти, які призводять до утворення мікротріщин; 5) проростання мікротріщин їх злиття в одну магістральну тріщину, яка призводить до руйнування.
14. Особливості деформаційних властивостей полімерів
Деформацією називається зміна розмірів, об'єму і форми під дією температури, зовнішнього механічного впливу або внутрішніх сил. Деформаційні властивості зазвичай оцінюють за кривими Пѓ-Оµ. На всіх кривих спостерігається початковий прямолінійний ділянку, на якій виконується закон Гука Пѓ = Е * Оµ. Напруга, яка відповідає кінцю цієї ділянки називається межею пружності Пѓ упр . При подальшому навантаженні закон Гука не виконується і загальна деформація:
Оµ заг = Оµ упр + Оµ Вел + Оµ ВТ
В
Відносний внесок кожного виду деформації визначається рядом факторів: 1) умови деформування (температура та швидкість програми навантаження), 2) фізичного стану полімеру, 3) фазовий стан полімеру; 4) хімічної будови полімеру;
Хід кривих Пѓ-Оµ в значній мірі залежить від релаксаційного характеру деформації. Він виявляється: 1) у відставанні деформації від напруги при додатку навантаження; 2) наявності залишкової деформації після зняття навантаження.
Величина залишкової деформації може служити критерієм при розподілі полімерів на пластичні й еластичні. Пластичні полімери або пластмаси зберігають задану форму і деформацію після видалення деформирующей сили і їх залишкова деформація дорівнює первісній Оµ ост = Оµ 1 , а еластичні полімери то є еластомери відновлюють розміри і форму Оµ ост > 0.
В
15. Фазові, агрегатні та фізичні властивості полімерів, їх характеристика
Через велику довжину макромолекул і великого сумарного міжмолекулярної взаємодії перевести полімер в газоподібний стан неможливо. При додатку великої кількості теплової енергії полімер деструктуріруется. Для полімеру відомо два фазових стану: кристалічна і аморфне. У аморфному стані макромолекули розташовані безладно, в кристалічному - Існує певна надмолекулярна структура. p> Для полімерів введено поняття про три фазових станах:
Тверді аморфні полімери називаються стеклообразнимі (ВОК), Рідке агрегатний стан називається вязкотекучего (ВТС). Між СОС і ВТС знаходиться високоеластіческое стан (ВЕС), для якого характерні оборотні деформації.
<...
