14 марта 2013

Изделия из пластмассы

Сущность термофлуктуационной теории прочности сводит­ся к следующему. В некоторой точке тела тепловая энергия, вследствие ее флуктуации, может превысить энергию, необхо­димую для разрыва химической связи, и связь деструктирует. Как правило, существование разрушенной связи длится доли секунд, и связь вновь восстанавливается (рекомбинирует). Но наличие внешней нагрузки не дает образовавшимся радикалам рекомбинировать при литье пластмасс. В результате флуктуации тепловой энергии в нагруженном теле происходит постепенное накопление числа разорванных связей, и в конечном итоге тело целиком разрушается. Чем выше температура и больше кинетическая энергия ато­мов, тем меньше время ожидания достижения энергии деструк­ции химической связи, и тем быстрее происходит разрушение полимера. Внешняя приложенная к образцу сила и напрягает химические связи и тем самым снижает активационный энерге­тический барьер их разрыва, что ускоряет процесс разрушения пластикового изделия .

Термофлуктуационная теория прочности подтверждена экс­периментальными данными. Методом электронного парамаг­нитного резонанса доказано образование радикалов в полимере в процессе его разрушения. Исследование продуктов термодест­рукции и механической деструкции полимеров показало, что они идентичны. Энергии активации термической деструкции химических связей близки к энергиям активации разрушения.

Величину эффективного активационного барьера процесса разрушения AU можно определить по тангенсу угла наклона прямой зависимости Igr . Согласно выраже­нию AU = Uo - уа, зависимость AU = f(a) должна выражаться прямой линией. Экстраполяцией этой прямой к а = О можно по­лучить величину Uo и по тангенсу угла наклона которой можно определить параметр у. Исходя из теории активационных про­цессов Uo - это начальный активационный барьер разрушения. По его величине можно судить о том, какие именно связи раз­рываются в процессе разрушения. Исследования показали, что для твердых полимеров величина Uo очень близка к энергии ак­тивации деструкции химических связей. Это свидетельствует о том, что в твердых полимерах при разрушении рвутся именно химические связи. В полимерах, находящихся в высокоэласти­ческом состоянии, значение Uo значительно меньше энергии химических связей. Следовательно, их разрушение определяется не только разрывом химических, но и межмолекулярных связей (течением молекул относительно друг друга).

Прочностной параметр - у показывает скорость снижения величины начального активационного барьера Uo с увеличением нагрузки. Чем меньше у, тем выше прочность полимера и его долговечность. Как показали исследования, у сильно зависит от структуры полимера, поэтому его назвали структурно-чувствительным коэффициентом. Он зависит от характеристик надмолекулярной структуры полимера, степени ориентации макромолекул, наличия дефектов и трещин при литье из пластмасс.

Добавить отзыв

Вернуться назад