Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 67 стр.

прочности. Это означает, что при низких температурах, если    только за счет работы механической силы, но в значительной
приложенное напряжение σ меньше критического напряже-         степени и за счет теплового движения кинетических единиц.
ния σк, разрушение не произойдет, сколько бы материал не      В результате флуктуаций тепловой энергии с определенной
находился в напряженном состоянии. Для этих температур        частотой происходит разрушение связей, обуславливающих
понятие предел прочности является однозначной прочност-       прочность материала.
ной характеристикой твердого тела, а в других случаях го-            Свойства полимеров, как и других веществ, зависят от
ворить о прочности без указания времени, в течение которо-    его химического строения, которое определяет гибкость,
го материал находился под нагрузкой, нельзя.                  плотность упаковки макромолекулярных цепей. Структура
       Зависимость между долговечностью и температурой        полимерного материала сильно влияет на прочность. Так,
при постоянном напряжении можно выразить уравнением:          разветвленная структура, ухудшая упаковку макромолекул,
       τ = τ0 ⋅ еU/kT                                         уменьшает прочность полимера, например, полиэтилен вы-
       где τ0 – постоянная, численно близкая к периоду теп-   сокого давления с разветвленной структурой имеет меньшую
ловых колебаний атомов; U – энергия активации процесса        прочность по сравнению с полиэтиленом низкого давления.
разрушения; R – постоянная Больцмана; Т – абсолютная          Существенное влияние на прочность полимера оказывают
температура. Такое соотношение между долговечностью,          такие факторы, как молекулярная масса, степень поперечно-
напряжением и температурой говорит о том, что разруше-        го "сшивания», его ориентированное состояние, размеры и
ние твердых полимеров, необходимо рассматривать как           характер надмолекулярных образований.
термомеханический процесс распада макромолекул, уско-                Прочность полимера растет по мере того, как увели-
ренный растягивающим напряжением. Универсальность             чивается межмолекулярное взаимодействие с возрастанием
этой зависимости указывает на то, что природа процесса        молекулярной массы. С некоторой величины молекулярной
разрушения одинакова для всех твердых тел. Приведенные        массы межмолекулярное взаимодействие становится больше
рассуждения относятся к одноосному растяжению материа-        энергии химической связи макромолекулы, поэтому разру-
ла, для других видов напряженного состояния долговеч-         шение полимера будет происходить уже за счет разрыва хи-
ность очень мало изучена. Растяжение наиболее опасный         мических связей. Дальнейшее увеличение молекулярной
вид напряженного состояния, поэтому испытание материа-        массы практически не влияет на прочность полимера. Поми-
лов чаще всего производят при растяжении. Механические        мо величины молекулярной массы, интенсивности межмоле-
характеристики при растяжении используются при расчетах       кулярного взаимодействия на прочностные характеристики
на прочность.                                                 полимеров оказывает большое влияние степень разветвлен-
       Изменение прочности во времени, имеющее доста-         ности и пространственного сшивания цепных молекул. Так,
точно строгую закономерность, говорит о том, что разруше-     повышается прочность каучукоподобных полимеров, что
ние материала является непрерывным процессом. Процесс         имеет особенно большое значение для получения материалов
протекает в механически напряженном теле со скоростью,        и изделий каучуков и резин.
которая может иметь разнообразные значения в зависимо-               Наличие надмолекулярных структур у высокомолеку-
сти от величины напряжения. Разрушение происходит не          лярных соединений вносит определенное влияние на их