Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 65 стр.

UptoLike

Рубрика: 

III. СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ,
ИХ РАСТВОРЫ И ПЕРЕРАБОТКА
1. Прочность полимеров
Под термином прочность понимают способность те-
ла (материала) противостоять разрушению под действием
внешних сил. Разрушение материала может быть под дейст-
вием различных сил: электрических, физических, механиче-
ских и др. Если разрушение происходит при действии элек-
трических сил, то имеется в виду электрическая прочность,
а при действии механических сил - механическая прочность.
При дальнейшем изложении о прочности тела мы будем
иметь виду механическую прочность.
Прочность изделий из полимерных материалов зави-
сит от многих факторов от режима их получения, соотно-
шения компонентов, природы инициаторов, катализаторов,
молекулярной массы, температуры, структуры макромоле-
кул, а также времени действия испытания, напряжения, от
технологии переработки полимера и др.
Прочность часто характеризуют величиной напряже-
ния, вызывающего разрушения тела, и называют её преде-
лом прочности
, или разрывным напряжением σ
р
.
Считалось, что разрушение тела происходит, когда
приложенное к нему напряжение достигает некоторого кри-
тического значения, и если это напряжение меньше крити-
ческого, то разрушение тела не должно происходить.
Разрушение полимера, как и любого другого вещест-
ваэто разрыв сил межмолекулярного взаимодействия,
связей между частицами-атомами, ионами, атомными груп-
пировками и др. Поэтому, зная величину валентных, меж-
молекулярных сил, а также число макромолекул, приходя-
щиеся на единицу сечения образца, можно вычислить мак-
симальную, теоретическую прочность материала. Однако,
полученная таким образом «теоретическая» величина проч-
ности больше прочности реальных тел в десятки-сотни раз.
Такое расхождение теоретической прочности и эксперимен-
тальной объясняют с различных точек зрения.
А. Гриффит выдвинул гипотезу, что пониженная
прочность в любом материале объясняется наличием микро-
трещин на их поверхности и что разрыв образца происходит
в результате дальнейшего разрастания этих трещин. Такое
предложение хорошо согласуется с тем, что при действии
растягивающего усилия образец не распадается на составные
части молекулы, атомы; а разрушается в определенном мес-
те, там, где находится трещина и материал ослаблен. Гипоте-
за Гриффита получила дальнейшее развитие и блестящее
экспериментальное подтверждение в работах академика А.Ф
Иоффе и др.
Дефекты встречаются как в кристаллических, так и в
аморфных телах. В основном прочность тела зависит от де-
фектов, находящихся на поверхности. Прочность, с одной
стороны, определяется самым опасным дефектом из тех, ко-
торые находятся на поверхности, но, с другой стороны, более
опасные дефекты встречаются реже, чем менее опасные. По-
этому образцы с малым поперечным сечением имеют повы-
шенную прочность, если структура их одинакова.
Таким образом, о прочности твердых тел можно су-
дить по тому, что представляют собой начальные дефекты в
исходном ненапряженном материале. Таковыми могут быть
микроскопические трещины, которые возникают на поверх-
ности образца в результате термических, механических и
других воздействий, либо дефекты структуры и их несовер-
шенства, либо включения и их неоднородности, которые от-
личаются от основного материала механическими свойства-
ми и имеют другие дефекты.
Однако теория Гриффита имеет недостатки. Таковым
является то, что она основывалась на предположении о су-
ществовании критического напряжения и не учитывала роль
              III. СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ,                      ности больше прочности реальных тел в десятки-сотни раз.
             ИХ РАСТВОРЫ И ПЕРЕРАБОТКА                      Такое расхождение теоретической прочности и эксперимен-
                                                            тальной объясняют с различных точек зрения.
       1. Прочность полимеров                                      А. Гриффит выдвинул гипотезу, что пониженная
       Под термином прочность понимают способность те-      прочность в любом материале объясняется наличием микро-
ла (материала) противостоять разрушению под действием       трещин на их поверхности и что разрыв образца происходит
внешних сил. Разрушение материала может быть под дейст-     в результате дальнейшего разрастания этих трещин. Такое
вием различных сил: электрических, физических, механиче-    предложение хорошо согласуется с тем, что при действии
ских и др. Если разрушение происходит при действии элек-    растягивающего усилия образец не распадается на составные
трических сил, то имеется в виду электрическая прочность,   части молекулы, атомы; а разрушается в определенном мес-
а при действии механических сил - механическая прочность.   те, там, где находится трещина и материал ослаблен. Гипоте-
При дальнейшем изложении о прочности тела мы будем          за Гриффита получила дальнейшее развитие и блестящее
иметь виду механическую прочность.                          экспериментальное подтверждение в работах академика А.Ф
       Прочность изделий из полимерных материалов зави-     Иоффе и др.
сит от многих факторов от режима их получения, соотно-             Дефекты встречаются как в кристаллических, так и в
шения компонентов, природы инициаторов, катализаторов,      аморфных телах. В основном прочность тела зависит от де-
молекулярной массы, температуры, структуры макромоле-       фектов, находящихся на поверхности. Прочность, с одной
кул, а также времени действия испытания, напряжения, от     стороны, определяется самым опасным дефектом из тех, ко-
технологии переработки полимера и др.                       торые находятся на поверхности, но, с другой стороны, более
       Прочность часто характеризуют величиной напряже-     опасные дефекты встречаются реже, чем менее опасные. По-
ния, вызывающего разрушения тела, и называют её преде-      этому образцы с малым поперечным сечением имеют повы-
лом прочности, или разрывным напряжением σр.                шенную прочность, если структура их одинакова.
       Считалось, что разрушение тела происходит, когда            Таким образом, о прочности твердых тел можно су-
приложенное к нему напряжение достигает некоторого кри-     дить по тому, что представляют собой начальные дефекты в
тического значения, и если это напряжение меньше крити-     исходном ненапряженном материале. Таковыми могут быть
ческого, то разрушение тела не должно происходить.          микроскопические трещины, которые возникают на поверх-
       Разрушение полимера, как и любого другого вещест-    ности образца в результате термических, механических и
ва – это разрыв сил межмолекулярного взаимодействия,        других воздействий, либо дефекты структуры и их несовер-
связей между частицами-атомами, ионами, атомными груп-      шенства, либо включения и их неоднородности, которые от-
пировками и др. Поэтому, зная величину валентных, меж-      личаются от основного материала механическими свойства-
молекулярных сил, а также число макромолекул, приходя-      ми и имеют другие дефекты.
щиеся на единицу сечения образца, можно вычислить мак-             Однако теория Гриффита имеет недостатки. Таковым
симальную, теоретическую прочность материала. Однако,       является то, что она основывалась на предположении о су-
полученная таким образом «теоретическая» величина проч-     ществовании критического напряжения и не учитывала роль