Моделирование и прогнозирование деформационных свойств полимерных текстильных материалов

• Автор: Головина, Виктория Владимировна
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Содержание работы

Введение

Глава 1. Исследование состояния вопроса и постановка задачи (Литературный обзор)

1.1. Основные методы получения и области применения синтетических полимерных материалов

1.2. Строение и свойства синтетических полимеров

1.2.1. Надмолекулярная структура неориентированных полимеров

1.2.2. Особенности строения ориентированных полимеров и их свойства

1.2.3. Механические свойства синтетических полимерных материалов

1.3. Методы аналитического описания вязкоупругих свойств

1.3.1. Модели вязкоупругого поведения полимерных материалов

1.3.2. Линейные процессы наследственной релаксации и ползучести полимеров

1.3.3. Нелинейные процессы наследственной релаксации и ползучести полимеров
1.4. Выводы по главе 1 и постановка задачи
Глава 2. Экспериментальные исследования некоторых синтетических полимерных материалов
2.1. Приборная база для проведения экспериментальных исследований
2.1.1. Описание прибора Іг^Рлії 1
2.1.2. Описание приборной базы для изучения процесса ползучести
2.1.3. Описание приборной базы для изучения процесса релаксации напряжений
2.2. Получение образцов поликапроамидных пленочных нитей

2.2.1. Прессование ПКА пленок
2.2.2. Подбор технологических режимов многоступенчатой зонной ориентационной вытяжки для ПКА
2.3. Изучение диаграмм растяжения
2.4. Изучение процесса ползучести с восстановлением ПКА пленочных нитей
2.5. Изучение процесса релаксации напряжений ПКА пленочных нитей
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Моделирование и прогнозирование вязкоупругих свойств синтетических полимерных материалов
3.1. Моделирование процесса ползучести
3.1.1. Определение вязкоупругих характеристик ПКА пленочных нитей разной степени вытяжки на основании процесса ползучести
3.2. Моделирование процесса релаксации напряжений
3.2.1. Определение вязкоупругих характеристик ПКА пленочных нитей разной степени вытяжки на основании процесса релаксации напряжений
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Барьерная модель вязкоупругости полимерных текстильных материалов
4.1. Локальное определяющее уравнение вязкоупругого поведения одноосноориентированных синтетических полимерных материалов
4.2. Уравнение вязкоупругости с учетом перераспределения нагрузки в процессе деформирования
4.3. Особенности теоретического описания диаграмм растяжения одноосноориентированных синтетических полимерных материалов
4.4. Особенности теоретического описания кривых релаксации напряжения в ориентированных синтетических полимерных материалах
4.5. Особенности описания кривых ползучести синтетических полимерных материалов
4.6. Выводы по главе
Глава 5. Прогнозирование поведения синтетических полимерных материалов в различных режимах деформирования
5.1. Методика расчетного прогнозирования режима активного растяжения
5.1.1. Алгоритм расчета точек диаграммы растяжения
5.1.2. Описание методики расчетного прогнозирования режима активного растяжения
5.2. Применение разработанной методики расчетного прогнозирования режима активного растяжения к ПКА пленочным нитям различной степени вытяжки
5.3. Апробирование разработанного метода к различным синтетическим полимерным текстильным материалам
5.4. Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение

замедленно-эластическую (исчезающую при отдыхе в течение длительного промежутка времени или при воздействии нагревания и пластификации (набухания)) и необратимую (пластическую и эластическую составляющие с очень большими временами релаксации).
Упругая деформация обусловлена изменением внутренней энергии из-за растяжения валентных углов и межатомных связей в молекулах. Это полностью обратимая деформация, которая подчиняется закону Гука. Высокоэластическая деформация связана с распрямлением свернутых участков макромолекулярных цепей полимера при растяжении и возвращением к первоначальной форме макромолекул после разгрузки. Деформированное тело после разгрузки восстанавливает свою форму не сразу, а с течением времени, а часть затраченной механической энергии рассеивается в виде тепла в процессе преодоления внутреннего трения. Она присуща в той или иной степени всем полимерным материалам и имеет энтропийный характер. Протекание высокоэластической деформации происходит по поворотно-изомерному механизму [2, 21] и приводит к понижению энтропии вследствие обеднения конформационного набора в молекулярных цепях. Высокоэластическая деформация имеет релаксационную природу. Пластическая деформация может осуществляться за счет разрывов химических связей или за счет проскальзывания отрезков цепных молекул друг относительно друга [7]. Пластическая деформация необратима. В большинстве случаев очень сложно выделить только пластический компонент деформации, поскольку высокоэластическая деформация тоже может накапливаться в образце в связи с большими временами релаксации.
Следует отметить, что высокоэластическая и пластическая деформации представляют собой кинетические процессы. Каргин и Соголова [53] показали, что для одного и того же гибкоцепного полимера с повышением температуры упругий характер деформации всегда сменяется высокоэластическим, а затем пластическим. Кроме того, деформационный