Физические аспекты процесса хрупкого разрушения полимеров в механических и диффузионных полях

.тосркауотвкиинй ИОИИткт россикскок Ониирдиии 'ИО МНЗИ1У ОБРАВОВАИИВ иосковскдя гссуидротвкиидя дкциння тонков ииикчкскси тИИИОИОПИ авив Н.В. ИОНОИОСОВд , Иа прааак 'рукописи Фцеические аспекта процесса хрупкого рааруиеиик юаииеров а иахапичвоких и диннуаиоипик подах Спвциааьиоота ОХ. 04. УЭ -.4иаика поаиивроа двториэкрдт диссертации иа ооаскааив учеиоя атаксии доктора фиаакс-иатвиатичвскик паук' носк„-тЭЭЗ т. работа зыполиева з Моокювокюй гооударотзеииой тоыкой химнчеокой технологии ии. М.3.

дюыоыоооза. 6$$пциалкяма оппоненты: доктор $ыеико-матеметячеюкнх наук~ прю$юооюр Годюзскяй В. к доктор 4менко-математичаокях наук прйеоо р Мал ы Л.й. доктор химических яаук, про$еооор 4акадохый А.к. Зедуиая юргапиаацйв МПО "Стекимиаотнк" Зцщта дяооертацпн оеотоитов "ЯЖ ЗЗВ г. в Хл %к. ыа еаоедаыия оиециажпкрозаииого юовета Я 663.41.06 в Моокозокой гооударотвавиой академия тонкой явичеюкюй техкологны ям. М.З.Ломоиоооза по адреоу: П6436, Мюокза, М. Ннроговокал ул., д.1. С дпсюертацпей полно оеиакаатзои в библиотеке МИТЗТ ° и.

М.й.домоиооюва зю адресу: ПЗ636, Мооква, М.йирюговюкаи ул. ° д.Х. Зтемзы приомлать по адреюу: П'ФТХ. Моюкза, прюоиект Зермюдокого, д.66, ММТХТ им.й.й.йюмюиююова. Ллтореферат разюолю Ученый оекретаре юпецпалявырозавнео совем, доктор $ие. -мат. паук, яра$еасор Зартанов Э'.М. -3- ООВАВ ХАУАВУББИОТИИА РИОТМ Актуальмссть ироблеми. Иолимеряме материала исходят зсе более аирокее иримеиэюе з реэличюх областях техника, что ооуслозлею мюгообраэиеи пх 4иэических свойств. Эксилуетэцяк иэделий яэ ислюероз ауоисхсдю, как араикло, в уоловяях воэдействал различима аоаей: мехаюческих, темаературимх.

дифууэмоиямх, редхаиисамы.. а т.и. Одиакс, каким бм аи бмлс зоцхействие иа яолимерамй иатер: ах а яроцессе эксилуатация а какие бм ари этом иэ исаольэозаэись его овОйства, материал делаем обладать иекстсрой миэммельаой арочяостьв, обэсиечизаицей комэовисоть эксплуатации к сохраы еаза саойотв. Воэтоау теоретические метода оцеаки ирочиости, беэ длитахьимх лабораториях исимтаиай, виват ааэисе эиэчеиие, так кек юэволамг ирогиоэярозать пречисоть полмюримх метераахоа з сзозямх усююах эксалуатацаи, юасмять юведеаие материала ири созмествсм зоадействаа аэхекическах, тмэаератураих, дя4$уэисмамх и другах полей.

Укаэаииая ироблема юзяетск одиой аэ ектуельимх з 4юике и юхаиакэ иолимеров кек з ирэитмческсм, так и з маучиои илеае. Особмй иитерес аредстеаляат хруиюе а кваэахруакое раэрумеиие аоламеуоз, кэк иаиболее оюкмям аид уавуумеяиа, маблялекцзйса яри досте'- то ао иаэких теммературах м яуоясхсдюий бээ суцествеяимх остаточммх да$ормаций в результате ироуестаивя через сбуээец гревсам раэ руяемая. Вэучемме миаиивю и эаксисмэрмостей хруакего реэруаеюа тееретачэскзю мвтодаии 4мвика юеаоляет реэмть двэ иеиболэе валяю вадачк 4иэмки яречиести юлмээров: оовдаияе аомвврюх материалом с еадюямю юхаяичеокаа свэйствею и овтимвшаое юаольэозаиие уие мюицихса. Эти ведачй аиют иэраостмкэмяое эаачезиэ дла 'созремеиимх толмачевках ютвуааюа, в ссобмивфта дла иоламероз я материалов иа ик союзе.

йеииость ярсблеии щевлвкава и иродзлкает аривлекать зюмааие больэмго чиолв учених реэюх стрем. Ведьмой млад з развитие и ооэдеиие 4аэических союз ирочиссти кэлимероз юэсла рвботм учеимх: А.и. Азексюдроза, А. Ф, ис4$е, й.и. Фреикезя, и.и. Лавидеиком, В, Б. Иоуэмка, В.С. Вюк ююва, О.й. Буркова, В.А. Влете, В.И. Руля, В.А. Огеааиова, Р.й.

Варгеиеза, В.й. Вэелюиуоза, А, й. Орлова, А.й. Рубаиоза, А.д. Чевмчелоза, В.А. Готтлибе, И.И.Й.акима, В. Р, Регеля. А.И. Слуцкера, Э.В. Томюевскои о, В.С. Иукоемко, В.А. Ветрова, В.И. Веттегреаа, Э, И, Иаутмэоза, С.Б. Ратаэра, И.В. Раэумбвской, А.М. Лекееаского. В.А. Беритеюа а др. Фукхамеитальиме яссладоввиия в изучении иехааических, теило4иэических, электрических и других свойств емор$ямх и змооксюле- ф кулярпых вамэстз зыполвалм В.А. Кзртаа, В.А. Кабаиоэ, Н О Бакэевм.м.коттов. О.й.брепкель, в.к.наэтков.

т.л.слоие3скай, А.А Аскцп~" кяй, «.СЗЛапатов, К.В.Куэиыискай, М.Н.Бэссовов, А.я.Мадхав,, И И " Н,"ча, А.И.Чаиых. В.Н.МВИИИ. Г.А.Патрикеев, В.Й.Кулезпав, А И Кор" вэв, В.А.Нераыэз, Н.Э.Потапов, Б.К.Годоаский, Г.В,Эеикоз, Н.И.Не" рэпэчко а др. Больаоз зивчэыиэ для практических целей праобрелв задача математической теория трецаи о равювеспа упругих тэл с тревв3В3к3. Б результате вопросы теорыа разрувеыая сталя привадлеиать к числу оспоапых з ивханякэ де$ормзруемого тала. Осыовопояагакцаыи здесь ЯЭИЛИСЬ Работы мехаипксв3 К.Н. Мусхелизаили, Л.

Н, Селом, С А. Кристяаыозича, А.Ю. Калкыского, Г.П. Черепзпою, В.В. Наиаоака, В, В. Иартоые, 6, К. Рвботыоэе, Г.К. Бэреыблаттз, Р.Л. Салгаяика, В. П. Гамуяе м.п.саврука, Г.нейбэра, Ля.сы, н.смеддоыа, Г.либомща, А.коттрапэа Р зр. К вастояаэму времена сйорыироеались лва осиоэ33мх ааправлепия в исслэдоэаыыы хрупкого разрупэыия материазоа. Первое мм3раа. лэыяэ освовывзэтся па мэхаиическоы подходе, которнй использует в качестве критеряя разрувэаия пояятиэ предеаьиого состояния, црп достикепии котооого ваступаэт разруаэыиэ.

Второе маправлаиие саазаю о разаатпем кинетической, тэрысфяуктуэциоияой коацеаци3Ь Осюааияой иа представлениях Я.Н. Ореикеля о тепювом ди3ПЕИ33П В таердыХ тЕЛВХ. В рамках ки3етпЧЕСкоГО ПоДХОДв, оСИОВЫ Юторетс бмла залокеиы а работах академика С.Н.Куркова в эго учеаиков. осюв- аоВ аипмаиие уделяется атсмыо-юлекуяярясму ИФхзмиэму Разруюыия ыагрулэиисго матеряела путам разрыва связей в обвэстяп перемвряяевпя под действием тепюзых Фзуктуаций. Осиоз3ИВЗИ йактсрэем в зтоы подходе являэгоа тепловое ляаыеаие кааетаческах цхм3мэ3 (атоюа, сегмеытов ыакрсмолФКУл ы т.п.), вызы33вацее чеаэюииме я меа- молекулярп33Ф перегруппировки и разрыв типическая связей, и мехам3 ческое аапряяэаиэ, оквзмвзицзе актывмрузцее влияииэ иа вти процессы.

В кыыетической коицепции Нуиламзятальмой величавой, опредвияацэй прочпость материала, является его долгозечиость Укввмав3Ф псдхсю длатэхьвоэ время йаи мало сзязааы МвлдУ собой. ООЬФЛЗМ ыиэ двух юлходсвв 3юхэиаческсго и квмет3Г'Вского, Взчэлось с Работ :.Л. Салгеыыке и далее развито в работах Г. М, Бартемэаа, Э. М Квразаова, Б.М. Тулиыова. нр вэдеюмй в дюсер циа ы щ те Р Фрум яом мэров в рэаяы3пп3х услов33ях вспатаиия показал, что взучеаые этого прсцессВ требует одмовр3И3эыисгс учете рззличвмх факторов чгб зоз МОКИС ОСУЦФСТВатЬ ПВ.ОСИОВФ Ксыялэхоиотс ЮДХОДВ К Проблеме рвэру немым полннеров, вклвчанцегю в себя мехапнческмй; термодинааческнй, кяцютмческнй м югатнотнчвскпй подходы на базе фмзакы полимеров.

Развптне тексте подхода является одной ыз задач днссертзцмн. Состоянне пробламм до ыачела нюнях нсследовампй характеризовалось тен, что суцесгвунцяе термофхуктуацяоннме теорнк хрупкого разруненвя полимеров, построенные на подал ьнмх предстанленнях раелнчнсй обнностн, пе опнсмналн зоей совокупности зксперименгальных данных, так как основыое вынманне в зтмк теориях бмхо сосредоточено не главных аспектах проблемы хрупкого разрувенмя полимеров, на учнтывавыых, однако, ряд дополнительных, но суцестаепнмх факторов, влнящнх на процесс разрувеыня, В результате, к моменту начала манах псследованнй, рад проблем теория разрунеппя полимеров ме бнл рзвеы.

Зо;парнмк, в больнпнстве работ. посвяценных теоретическому нссладованпн процесса разрувзнпя, не учитывалось в подмой мере то обстоательство, что енергнн вктянзцпн злементерных актов процеоса разруменпя является барьерным термодпнанпческого потенциала, соотватютвунцего усховпям превраценяя, и позтому пры определенны частот втнх актов не учитывалось изменение упругой енергнп нагруненыюгю нвгернелв в процессе его разрувения.

В результате, ыз-за несовпадения терыодпнаыяческого п кнпетпчзского условай равновесна трюмным разрувення. возникала неясность в физическом смысле крытеВвя Грыффнта. Зю-вторых, отсутствовало обобщенное ккнетнческсе ураныенне, мюделмрунцее зволнцпв треннни резрунеяня, ус.тызасыее частотм процессов разрыва и восстановления связей з ее веюнине н нх вероятмостный херактер, что не позволяло сссгедоюеть ..ннетику процесса разру|зеяня а сбластк малых напряхений и реыкть вопрос о безопасном напряпенын.

В-третьях. нероманность ."смоченных выть с .~.лем не позволяле последовательно учесть з .лзд флуктузпсснло. о : ероктера процесса раарунення в долговечность негр~ я«-"с мате«сече то всем нытервале ыапрякений, В-четззртмт, отсутстзсззг -.к;г псдх . -..ь схеме разрунеаня, учнтыве'.""чй нз зикр~ " ' ' ''".-",' хс' :.зь структуры матеряала с ,ш« -чкок ег- «еэс,зт к . В г::.;.с. тесе не была нсследсзанз теоретнч~скз кянотск ",'зз "зесне х 1:."тозе'с1ссть полнмерпмх ьотвриьяов, не нмеспих зз зз.нмх трав:- я-.

нмезаих гетерогенмув структу;;, у е.сы стохзстичнсстн процесса накопления субмикротрещин а =ль",ых местах структуры материале н ~бразовання пз нпх и ре:ня~тете зияния тренины разрумення б В-витых, отсутстзозза аослеюзэтельный теоретический юллаз ' процесса раэруиэнна полямерюх натерыалоа, мыехэмх хорою фргаяяэовануы беэдэйектнуз структуру, учягззанюй сгохютычность этого процесса. В-мэотых, не был выяонеа до конце характер Флуктуаций ности, прмзфдамэх к раармву сваеэй з имгруленнон полимерном риале, что явлаегфа реаазюм щакюром цри определении энергия газюни эфтого процесса В седыак,' отоугстзозаа последозатехьэмй анализ зимания фкф"' рости различных процессов массовереиоса ю долгфвэюфсть полямерюх материалов, иаходяцнкфя под нагрузкой в юверхяфство-активных средах ОЬС).

При этои не учитызалаоь стохестичнофгь процесса раэруаеыыа з Пзб, что ые поэвоаяю змясють |языческий смюл критерия Грзййытэ з Пкб ы получить аяамммчемкое апраксина критерия через мэкроскопкческнэ пэрамэтрм раосматрязаеЮВ сыстэю в «тнх уэлсам. В-восьмых, ве бмла выяснена теоретически йувкцмфиальюя . конструкция плотности распределения вероятностей значений юагоаечиостн з зависимости от состояния струюурн полииерногэ материала с учетон стохестячности как его структурм, тек в процесса раэРуненыа.