Явление постепенного развития деформации, под действием

постоянно действующего напряжения, получило название ползучести. После снятия нагрузки деформированному образцу дают возможность полностью отрелаксировать в условиях, обеспечивающих наибольшую скорость релаксации, например, при повышенных температурах. При этом происшедшие в образце обратимые изменения снимаются, и следовательно, остаточная деформация является результатом только процесса течения. Зависимость общей деформации линейного полимера от времени при постоянном напряжении s_т выражается кривой ползучести, представленной на рисунке 4. На этой кривой участок ОАВД соответствует изменению относительной деформации при напряжении, а участок ДСF –при разгружении. Из рисунка видно, что после приложения напряжения деформация развивается мгновенно до величины ОА, затем развитие деформации во времени выражается выпуклой кривой АВ, переходящей в прямую ВД. Участок ОА соответствует небольшой по величине деформации e₀, которая формально подчиняется закону Гука и называется условно-упругой деформацией. Участок АВ характеризует одновременно развивающиеся во времени высокоэластическую деформацию и деформацию течения. Если за отрезок времени t₁ произошло полное развитие высокоэластической деформации, то дальнейший процесс деформации (прямая ВД) связан только с процессом установившегося течения. Поэтому тангенс угла наклона прямой ВД характеризует изменение относительной деформации течения во времени. Если продолжить прямую ВД до пересечения с осью ординат, из треугольника А^’Д^’Д можно найти величину относительной деформации течения

, откуда А^’Д^’ =g

Таким образом, отрезок ОА соответствует условно-упругой деформации, А^’Д^’ –деформации течения и АА^’-высокоэластической деформации. Деформация ОА^’ –обратимая, А^’Д^’ –необратимая.

Все изложенное справедливо только в том случае, если к моменту времени t₁ высокоэластическая деформация действительно достигла равновесного значения. В противном случае релаксирующую эластическую деформацию можно принять за деформацию течения. Чтобы не совершить такой ошибки, необходимо проанализировать кривую разгрузки.

Отрезок ДС, равный по величине отрезку ОА, соответствует мгновенному обратимому восстановлению длины образца. Дальнейшее изменение длины происходит во времени постепенно, что соответствует

высокоэластической деформации. Наконец, изменение длины образца прекращается. Оставшаяся деформация^’ соответствует остаточной деформации, вызванной процессом течения.

 

Рис.4. Типичная кривая ползучести линейного полимера.

Вопросы по теме

1. Дайте определение понятию релаксационных процессов и времени релаксации

2. Почему для полимеров характерен широкий диапазон времен релаксации.

3. Охарактеризуйте три физических состояния аморфных полимеров с точки зрения релаксационных процессов

4. От чего зависит комплекс механических свойств полимера

5. Что представляет собой явление вынужденной эластичности

6. Что такое температура хрупкости

7. Как изменяется предел вынужденной эластичности с уменьшением температуры и увеличением частоты прилагаемой

нагрузки

8. Охарактеризуйте механические свойства полимеров в кристаллическом состоянии

9. Что такое напряжение рекристаллизации и от чего оно зависит.

10. Опишите кривую ползучести

2.3.1.Лабораторная работа «Построение кривой ползучести»

ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

 

Прибор устанавливается и проверяется нулевое положение стрелки указателя. На сомкнутые полуцилиндры плотно до упора надевается испытуемый образец. На подъемном столике оставить один груз (0, 350 КГС). Плавным поворотом рукоятки эксцентрика в обратную сторону опускается подъемный столик, ВКЛЮЧИТЬ СЕКУНДОМЕР.Через определенные промежутки времени (вначале 5 сек, затем через 10 сек и 30 сек) по шкале указателя отсчитывают величину деформации до достижения постоянного значения деформации в течение 3-5 мин. После этого, НЕ ВЫКЛЮЧАЯ СЕКУНДОМЕРА!, ставят второй груз (0, 350 КГС). Измеряют значение деформации с двумя грузами проводят аналогично до постоянного значения деформации в течение времени не менее 5 мин. Затем верхний груз осторожно снять и НЕ ВЫКЛЮЧАЯ СЕКУНДОМЕРА! фиксируют показания стрелки указателя как описания выше постоянного значения 3-5 мин. Строят график зависимости «деформация – время», отмечая время установления дополнительного груза и его снятия.

После проведения эксперимента для ряда образцов резин построить кривые аналогичные приведенной на рис.4. Из графика определить величину обратимой и необратимой (остаточной) деформации по кривой нагрузки и разгрузке образцов. Сделать выводы об эластичности изучаемых образцов.

 

 

2.3.2Лабораторная работа «Изучение релаксации деформации на пластометре»

ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ