Главная » Просмотр файлов » В.В. Киреев - Высокомолекулярные соединения

В.В. Киреев - Высокомолекулярные соединения (1113699), страница 107

Файл №1113699 В.В. Киреев - Высокомолекулярные соединения (В.В. Киреев - Высокомолекулярные соединения) 107 страницаВ.В. Киреев - Высокомолекулярные соединения (1113699) страница 1072019-05-05СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 107)

Первые участки приведенных зависимостей (отрезок ОА) соответствуют условно-упругой деформации, т.е. успевшей развиться за время 62. Физические (реиаксециеииые) сестееиие иеиииерсе $87 А 0 б время Рис. 6.50.Изменение во времени деформации вязкотекучего полимера при низком (и) и высоком (6) постоянных напряжениях сдвига приложения нагрузки высокоэластической деформации. Второй участок на кривых рис. 6.50, ограниченный первой вертикальной пунктирной линией, соответствует достижению предельной высокоэластической деформации; при малой нагрузке (рис. 6.50, а) наряду с этим происходят незначительные изменения структуры и начинается установившееся течение. Снятие малой нагрузки в любой момент времени приводит к релаксации высокоэластической деформации и фиксации развившейся необратимой деформации.

При воздействии высокого напряжения сдвига быстрое нарастание высокоэластической деформации на участке до точки 3 задерживается и одновременно начинают частично разрушаться межмолекулярные связи. Постоянное и высокое напряжение действует на постепенно убывающее число таких связей, нагрузка на них возрастает и ускоряется процесс их разрушения (участок 3 — 4 на рис. 6.50, б).

После разрушения флуктуационной сетки начинается установившееся течение (участок после точки 4). Протяженность переходного участка 3 — 4 зависит от нагрузки, и при большой ее величине этот участок может выродиться в точку. Вязкость полимерных систем. Процесс течения идеальных жидкостей подчиняется закону Ньютона а, = пт или 1яо; = 1Кч + от, (6.41) показывающему на прямую пропорциональную зависимость между напряжением сдвига о, и скоростью сдвига т - й„~й, при этом коэффициент вязкости (или просто вязкость) является константой для данной температуры и характеризует сопротивление Гяава в.

Фяаяда пеяямеров системы к сдвигу или внутреннее трение. Наряду со сдвиговыми деформациями при течении полимеров происходит их растяжение в направлении течения, например при действии нормального напряжения о11 (см. рис. 6.49, 6). Скорость деформации растяжения й„/вг - е называют иродолъиым градиентом скорости, поскольку она зависит от перепада линейных скоростей перемещения соседних слоев в образце текущего полимера.

Растяжение жидкостей при течении было впервые изучено в начале ХХ в. Ф. Трутоном, который по аналогии с законом Ньютона связал скорость деформации растяжения е (продольный градиент скорости) с нормальным напряжением: ои -Хе, где )ь — коэффициент пропорциональности, называемый иродолъной вязкостъю, измеряется в тех же единицах, что и сдвиговая вязкость ц (Па с или Пз), при этом )с - Зц (как и Е - ЗС). В отличие от низкомолекулярных жидкостей подчинение процессов течения полимеров закону Ньютона нетипично. Для большинства полимеров зависимость напряжения от скорости сдвига оказывается криволинейной (рис. 6.51), при этом вязкость, определяемая в каждой точке кривой по тангенсу угла наклона касательной в этой точке, с увеличением у уменьшается. Такие системы называют исевдоиластичиыми (кривая 3 на рис.

6.51). В случае псевдопластичных тел вязкость при постоянной температуре оказывается зависящей от о, и у и ее называют эфтрвтаиивной вязкостъю (ц ~). У некоторых двухфазных высококонцентрированных полимерных систем увеличение скорости сдвига может приводить к повышению вязкости, например вследствие увеличения числа контактов между частицами одной из текущих фаз и возрастания доли процессов структурообразования. Такие текущие полимерные системы называют дилатантными (кривая 2 на рис.

6.51). Рис. 6.51. Кривые течения: т — идеальнан жидкость; г — дилатантнал система; 3 — псевдопластичное тело; 4 — пластичное тело к2. Физичеаав (реиакеаииоииме) ееатоииии щииимроа Мр Существуют полимерные системы (обычно наполненные — наг1олнитель образует нечто подобное пространственному каркасу), течение которых становится возможным только после достижения некоторого предельного значения напряжения сдвига: после его достижения система начинает течь как идеальная (кривая 4 на рис.

6.51) либо как неньютоновская жидкость. В связи с тем что скорости и напряжения сдвига могут меняться в широких пределах (до 10 порядков), зависимости и, от у чаще представляют в логарифмических координатах; типичная кривая течения псевдопластичной жидкости в широком интервале напряжения и скорости сдвига представлена на рис. 6.52, а, б. В общем виде кривая имеет 5-образный вид: при достаточно низких и высоких значениях скоростей и напряжении сдвига наблюдается пропорциональность между этими величинами. Из отсекаемых прямолинейными участками кривой течения на оси о, отрезков могут быть найдены значения наибольшей (цо) и наименьшей (ц„„„) ньютоновских вязкостей, при этом цо > ц„„„.

На начальном прямолинейном участке кривой внешнее воздействие, вызывающее течение, не влияет на структуру (если и изменяет, то тепловое движение ее восстанавливает). Средний криволинейный участок кривой (см. рис. 6.52, а) называют структурной ветвью — под действием напряжения и перемещения макромолекул нарушаются контакты между ними и изменяется структура системы.

Полному разрушению структуры в системе отвечает переход к течению с наименьшей ньютоновской вязкостью. Процессы разрушения или образования структур в текущей полимерной системе возможны и при постоянной скорости сдвига. Если для осуществления течения жидкости с постоянной скоростью сдвига требуется постепенно уменьшающееся во времени напряжение (до какого-то предела), то такую жидкость называют иииксовироняой; само явление понижения вязкости системы за счет разрушения имеющейся в ней структурной организации при ~во, б М7 Рис.

652. Кривая течения псевдопластичной жидкости в шароном интервале скоростей сдвига (а) и зависимость вязкости от т (б) $99 Глаза 9. Физика ааллиараа течении с постоянной скоростью называют лаиксоизронией. Про~ тивоположное явление повышения во времени вязкости системы при течении с постоянной скоростью за счет формирования в ней новых межмолекулярных контактов, которые не могли реализоваться до течения, называют реонексией.

Наиболыиая нъютоновская влзкосзнь является наиболее важным параметром, характеризующим свойства полимеров в текучем состоянии; она зависит от температуры и молекулярной массы. Как известно, возможность перемещения молекул в жидкостях определяется двумя факторами: наличием незанятого молекулами свободного объема и необходимостью преодоления сил межмолекулярного взаимодействия. Связь между свободным объемом жидкости и ее вязкостью дает уравнение Усаб !вна "а+Ь вЂ”, (6.43) Уса в котором а и Ь вЂ” константы (Ь близка к единице), связанные с природой полимера (жидкости); У„,ь — собственный объем молекул в единице массы вещества; ӄ— его свободный удельный объем.

Величину У„ь рассчитывают из атомных объемов или находят экстраполяцией удельного объема жидкости к абсолютному нулю (без изменения фазового состояния). Поскольку поступательное перемещение молекул жидкости возможно только выше Т„когда доля свободного объема достигает 2,5А или более, то температуру стеклования принимают за начало отсчета и свободный объем при любой температуре рассчитывают по уравнению У„= !(', + а7;,(Т вЂ” Т,), (6.44) где У„и 1';, — удельный свободный объем полимера при температурах Ти Т;, а — термический коэффициент расширения при Т ) Т,. Если уравнение (6АЗ) записать для двух температур и подставить в полученное выражение уравнение (6А4), то можно получить известную зависимость, называемую уравнением Вильямса— Ландела — Ферри (уравнение ВЛФ): цо 4(Т Т,) !и —- (6.45) В - (т — Т,)' в котором ца и ца — вязкость при температурах Т, и Т; А' и В'— константы.

Вязкость полимеров при температуре стеклования составляет величину порядка 10'~ Па-с, поэтому вязкость данной жидкости 62. Фиаичесеие (ренансаниениые) сесгенния ненимерен 691 ри температуре Топределяется только удаленностью ее от Т,. Уравние (6А5) и выражение (6.36) для определения молекулярной массы по термомеханическим кривым аналогичны, что позволяет думать о важной роли сегментальной подвижности в течении полимеров. Действительно, при превышении свободным объемом значения 0,025 (2,57ь) основное влияние на зависимость вязкости полимера от температуры начинает оказывать межмолекулярное взаимодействие.

В соответствии с активационной теорией Френкеля — Эйринга температурная зависимость вязкости выражается уравнением чо = Аехр (6А6) где свободная энергия Гиббса активации вязкого течения ЛС,„= = ЛН,„— ТЛ5,„. Подставив в уравнение (6.46) выражение для 5аьзк ЛС,„,„и приняв' Аехр — ) = Ао, после логарифмирования по- Д ) лучим Нвяэк 1п Чо = зпАо ~ (6.47) Я В случае низкомолекулярных жидкостей теплота активации вязкого течения связана с теплотой испарения соотношением ЛН„,„= 4ЛН,„,„, исходя из которого можно ожидать чрезвычайно больших значений ЬН з„для полимеров. Однако экспериментально установлено, что для полимергомологических рядов ЬН,„эк не зависит от молекулярной массы начиная с некоторого ее значения (рис.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
5,54 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6430
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее