Ползучесть и релаксация напряжения

Ползучесть (крип) - свойство твердых тел медленно накапливать де­формации при воздействии постоянных напряжений. Ползучесть проявляется даже у весьма жестких полимеров и обусловлена как пластической, так и ква­зипластической деформацией.

Полимеры не являются идеально упругими материалами. Наряду со свой­ством упругих твердых тел они обладают также некоторыми характеристиками вязких жидкостей. Так, под нагрузкой полимеры проявляют ползучесть, а на­пряжение в деформированных образцах релаксируют. Таким образом, полиме­ры представляют собой вязкоупругие среды.

Ползучесть и релаксация напряжения аморфных полимеров в области Т_с сильно зависят от молекулярной массы, а при

Т > Т_с на эти характеристики влияет длина цепи. Это связано с тем, что механические характеристики обу­словлены вязкостью и высокоэластичностью. Если вязкость определяет ползу­честь полимера, то зависимость удлинения от времени становится линейной, а скорость ползучести постоянной.

Чем выше молекулярная масса, тем больше требуется времени для исчез­новения высокоэластических свойств. Полимеры ведут себя как вязкие жидко­сти только при длительных нагрузках, находящихся за плато в области второ­го резкого падения релаксационного модуля (рис.13).

При Т > Т_с кристаллизация уменьшает податливость, скорость ползучести и релаксации напряжения и увеличивает релаксационный модуль (рис. 14). Температурная зависимость модуля кристаллических полимеров при Т > Т_с выражена сильнее, чем у аморфных сетчатых полимеров, но вблизи Т_с - слабее. Причина этого в уменьшении степени кристалличности с ростом температуры, распаде напряженных кристаллов, их ориентации, увеличении молекулярной подвижности аморфной фазы.