Дискретный спектр физических свойств и природа разрушения полимеров

• Автор: Шерматов Дусназар
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 292 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЧНОСТИ И МЕХАНИЗМЕ РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ

1Л. Механическая, термодинамическая и кинетическая концепции прочности и разрушения твердых тел
1.2. Температурно-временная зависимость прочности и долговечности твердых тел и полимеров
1.3. Физические основы температурно-временной зависимости прочности твердых тел и полимеров
1.4. Теории температур но-временной зависимости прочности и долговечности полимеров

1.5. Статистическая природа прочности твердых тел и полимеров

1.6. Заключение к главе

1.7. Постановка задачи и цель работы

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ

ПОЛИМЕРОВ
2.1. Введение
2.2. Выбор объектов исследования и их характеристики
2.3. Методики приготовления образцов и измерения их механических характерно гик
2.4. Методика расчета распределений прочности и долговечности
2.5. Заключение к главе
ГЛАВА 3. ДИСКРЕТНЫЙ СПЕКТР ПРОЧНОСТИ, ДЕФОРМАЦИИ И
ВРЕМЕН ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТОНКИХ И ТОЛСТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК
3.1. Введение
3.2. Дискре тный спектр прочности тонких полимерных пленок
3.3. Дискретный спектр прочности, долговечности аморфных тонких пленок и длин микродефектов
3.4. Спектр времен долговечности и природа разрушения полимерных пленок
3.5. Спектр уровней деформации полимеров
3.6. Дискретные уровни прочности пленок из полимерных ком-позий
3.7. Влияние масштабного фактора на механизм разрушения
и долговечность полимеров
3.8. Влияние статистического и структурно-технологического факторов на прочность и долговечность полимеров
3.9. Долговечность и механизм разрушения толстых полимеров..
3.10. Заключение к главе
ГЛАВА 4. ДИСКРЕТНЫЙ СПЕКТР ПРОЧНОСТИ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН
4.1. Введение

4.2. Структура, дефекты и дискретный спектр прочности синтетических полимерных волокон
4.3. Уровни прочности и разрушения полиамидного волокна
4.4. Спектр прочности и разрушение волокон из полиэтиленте-рефталата
4.5. Структура и дискретный спектр прочности природных волокон
4.6. Расчеты теоретической и предельной прочности природных волокон
4.7. Дефектность структуры и размеры микротрещин в природных волокнах
4.8. Дискретные уровни прочности волокон и роль статистического и структурного масштабного факторов
4.9. Сравнительное изучение спектров прочности пленок и волокон из полиэтилентерефталата
4.10. Заключение к главе
ГЛАВА 5. РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК
5.1. Введение
5.2. Прочность и релаксационные переходы в полимерах
5.3. Уровни прочности и релаксационные явления
5.4. Влияние релаксационных переходов на прочность пластифицированного нолиметилметакрилата в широком температурном диапазоне
5.5. Релаксационные переходы и прочность ПЭТФ
5.6. Заключение к главе
ГЛАВА 6. ДИСКРЕТНЫЙ СПЕКТР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ
6.1. Введение
6.2. Уровни электрической прочности полимеров
6.3. Влияние масштабно-конструкционного фактора на уровни электрической прочности и закономерности разрушения полимеров
6.4. Структурная иерархия — универсальное свойство полимеров
6.5. Заключение к главе
ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ ДРУГИХ ФАКТОРОВ НА УРОВНИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ, ПРОЧНОСТИ И МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ
7.1. Введение
7.2. Роль внешних факторов в процессах разрушения природных
и синтетических полимеров
7.3. Влияние внешних факторов на уровни долговечности полимеров
7.4. Влияние влаги и радиационного облучения на уровни механической и электрической прочности и долговечности полимеров

7.5. Влияние гамма-облучения на уровни электрической прочности полимеров
7.6. Влияние среды и масштабного фактора на уровень прочности полимеров
7.7. Влияние гамма -облучения и масштабного фактора на уровни прочности полимеров
7.8. Стабильность и лабильность уровней механических характеристик полимеров
7.9. Заключение к главе
ГЛАВА 8. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ
8.1. Прогнозирование прочности но уравнению полной кривой долговечности полимеров
8.2. Прогнозирование, способы упрочнения и улучшения структуры полимеров по дискретному спектру прочности
8.3. Заключение к главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

напряжениях межатомных связей на контуре трещины, что позволило бы этим связям разрываться лишь при добавочном силовом факторе за счет теплового движения (в [123] показана термофлукту анионная природа медленного роста крупных трещин Гриффита в неорганических полимерах). Первая трактовка временной зависимости прочности полимеров на основе кинетических представлений принадлежит Тобольскому и Эйрингу [23]. Авторы полагали, что разрушение полимера связано со скольжением, с разрывом поперечных связей различного типа (от химических сшивок до связей между кристаллами), осуществляемым активационным путем. Для больших напряжений частота разрыва таких связей определяется соотношением
где N - число неразорванных связей, приходящихся на 1 см2 сечения; А. - деформация связи при разрыве: AF - энергия Гельмгольца.
Интегрирование выражения ( 1.27) при а = const и условиях t = О, N = No, t= т, N=0 дает следующее приближенное уравнение для долговечности:
Величина АЕ в работе [18] теоретически не оценивалась; по опытным данным
Колеман [30], проделавший расчет аналогичного характера, предполагал, что время разрыва обуславливается скоростью разрушения сетки межмолекулярных связей.
Весьма схожая микроскопическая теория температурно-временной зависимости прочности полимеров на основе представлений о флуктуационном разрыве химических связей и сеточной теории полимеров развита в работах Бюхе [31]. Согласно Бюхе, прочность полимеров обуславливается только химическими связями. При разрыве каждой связи преодолевается энергетический барьер U = U0-^5, где / -истинная сила, действующая на связь; б - деформация связи до разрыва. Вероятность разрыва, связи полагается равной Р = exp [-(U0 - /5)/кТ]; вероятное время разрыва связи определяется равенством Рсот = 1, где ш - число колебаний связи за время т.
(1.27)
(1.28)
[20] A F «113 кДж/моль, N 0 — 7' 10>6 м'2.