Механізм руйнування полімерних матеріалів
Зіставляючи експериментальні дані, що характеризують короткочасну і тривалу статичну міцність, повзучість, деформації в'язкої течії, залишкові деформації, тривалу міцність полімербетонів при багаторазових пульсуючих навантаженнях і т. д., можна виявити загальні закономірності для всіх видів механічних випробувань і режимів. Наприклад, при швидкому завантаженні до певного рівня напруги і розвантаженні спостерігається пряма залежність між напругами та деформаціями, причому в полімербетоні відсутні залишкові деформації. При тривалому додатку порівняно малих навантажень деформації згасають, за великих — спочатку згасають, та був прискорено зростають. Можна припустити, що спільність цих закономірностей є проявом єдиного фізичного механізму, що з процесами зміни структури матеріалу при завантаженні.
Аналогія кривих повзучості при тривалому статичному та багаторазовому пульсувальному завантаженні на різних рівнях дає підставу вважати, що механізм руйнування в обох випадках має загальну фізико-механічну природу. Знання цієї природи дало б можливість пояснити тимчасові та деформативні явища з єдиної точки зору та більш впевнено прогнозувати поведінку матеріалу з урахуванням характеру та історії навантаження.
Відомо, що з погляду механіки деформування існують два типи полімерів [48, 49, 71] - лінійні та просторово пошиті.
До лінійних полімерів відноситься більшість термопластичних полімерних матеріалів, деформації повзучості яких складаються з пружних а, високоеластичних b і в'язких з деформацій (рис. 43). При цьому основну частину загальної деформації складають деформації високоеластичної та в'язкої течії, а пружна деформація помітнопроявляється тільки при швидкому завантаженні або щодо низьких температур. Полімери цього типу не мають рівноважної деформації, так як під дією постійних зовнішніх навантажень ви-
Мал. 43. Характерні криві деформацій термопластичних (а) та термореактивних (б) полімерів
Сокоеластичні деформації експоненційно загасають, а деформації в'язкої течії незворотно збільшуються пропорційно до часу завантаження. При розвантаженні високоеластичні деформації відновлюються у часі, а значення залишкових деформацій визначається деформацією в'язкої течії [49, 71].
До просторово пошитих полімерів належить більшість термореактивних смол. Макромолекули цих полімерів мають загальну просторову зшивку, і полімерний виріб, по суті, є єдиною гігантською молекулою. Якщо це вірно, то деформації повзучості у цих полімерів виявляються лише в результаті пружних та високоеластичних деформацій. Для полімерів цього типу мають бути характерні лише оборотні деформації та відсутність залишкових деформацій після розвантаження (див. рис. 43,6).
На підставі цих положень в [149] зазначається, що рівноважна деформація і в'язка течія взаємовиключають один одного: або матеріал має рівноважну деформацію, тоді немає в'язкої течії і викликаних ним залишкових деформацій (просторово пошиті полімери), або в матеріалі є в'язка течія і викликані ним залишкові деформації, але тоді йому немає рівноважної деформації (лінійні полімери). Прояв у зшитих полімерів залишкових деформацій можна пояснити лише частковим руйнуванням поперечних зв'язків.
Однак навіть теоретично важко припустити можливість повного просторового зшивання всіх макромолекул у блоці полімеру.У реальних системах ступінь полімеризації олігомерів у разі становить 97—98%, а майже трохи більше 95—96%. У великогабаритних виробах, що характеризуються значними температурними перепадами по перерізу в процесі затвердіння, сумарний ступінь полімеризації виявляється ще нижче. До цього необхідно додати, що для багатьох термореактивних смол затвердіння відбувається в присутності каталізаторів, які не вступають у хімічні сполуки молекулами полімеру, але залишаються в обсязі матеріалу.
Тому природно припустити, що в таких системах просторово зшиті молекули можуть чергуватись з молекулами олігомеру, що не прореагували, і включеннями каталізаторів. У цьому випадку зшиті полімери можуть мати обмежені деформації в'язкої течії без руйнування поперечних зв'язків, а їх значення будуть визначатися об'ємом в'язкої фази в полімерному блоці.
Так, за допомогою оптичної мікроскопії було встановлено, що мікротріщини утворюються по всьому об'єму полімерного матеріалу через деякий час після його завантаження незалежно від прил
ПОЛІМЕРБЕТОНИ
Технологічна карта - виробництво полістиролбетону
Технологічна карта на Виготовлення блоків з полістиролбетону Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни «Організація виробництва та управління підприємством» Виконала: Абрамова Ю. В. Дана курсова робота складається з пояснювальної записки, …
Технічні умови на полістиролбетон
ГОСТ Р 51263-99 УДК 691(32+175) Група Ж13 ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ Укаїни ПОЛІСТИРОЛБЕТОН Технічні умови CONCRETE WITH POLYSTERENE AGGREGATES Specification ОКС 97.900. Передмова 1 РОЗРОБЛЕН Всеукраїнським …
Хімічна стійкість полімерсилікатнихбетонів
Передумовами. надійної роботи конструкцій із полімерсилікатних бетонів, особливо наливних споруд, є їх щільність та хімічна стійкість. Випробування на водонепроникність показали, що зразки з полімерсилікатного бетону витримують тиск 0,6 МПа …