Поверхностные явления в высокоэластических твердых телах

• Автор: Овруцкая, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 156 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .

I. Поверхностные и структурные свойства высокоэластичес

ких твердых тел Литературный обзор.

1.1. Процессы смачивания высокоэластических твердых

1.1.1. Поверхностное натяжение, поверхностное напряжение, свободная поверхностная

энергия твердого тела

1.1.2. Смачивание идеально гладкого абсолютно твердого тела. Уравнение Юнга. г .

1.1.3. Влияние шерховатости поверхности твердого

тела на смачивание

1.1.4. Смачивание деформируемого твердого тела. . .

1.1.5. Анизотропия смачивания однооснодеформированных высокоэластических тел
1.2. Процессы молекулярной ориентации и механические
свойства высокоэластических твердых тел. з
.2.. Структура полимеров в высокоэластическом
состоянии
1.2.2. Процессы ориентации в полимерах.
1.2.3. Ориентация и механические свойства полимеров 4
1.2.4. Роль поверхности в формировании механических свойств полимеров.
1.3. Постановка задач исследования
2. Объекты и методы исследования .
2.1. Объекты исследования.
2.2. Метод измерения адсорбции
2.3. Метод определения краевых углов смачивания .
2.4. Методы исследования механических свойств эластомеров.6
2.5. Методика определения погрешности эксперимента. .
Поверхностные свойства высокоэластических деформируемых
Тбл
3.1. Исследование адсорбции радона на поверхности деформируемого тела
3.1.1. Оценка шероховатости поверхностей
3.1.2. Влияние деформации эластомера на истинную адсорбцию радона .
3.2. Исследование анизотропии смачивания деформированных эластомеров.
3.2.1. Влияние упругих свойств на смачивание эластомеров
3.2.2. Влияние одноосной деформации эластомеров на смачивание. Анизотропия краевого угла8б
3.2.3. Шероховатость и смачивание .
Анизотропия смачивания и способность к молекулярной ориентации при деформации эластомеров
4.1. Анизотропия смачивания и молекулярная ориентация . .
4.2. Метод оценки способности эластомеров к молекулярной ориентации.
4.3. Молекулярная ориентация и структура эластомеров. . .
4.4. Молекулярная ориентация и усталостная выносливость .
4.4.1. Усталостная выносливость и поверхностные
явления
4.4.2. Усталостная выносливость эластомеров на
основе смеси полимеров .
4.4.3. Исследование особенности действия ПАВ на усталостную выносливость эластомеров
методом ИКспектроскопии .
Литература


Он характеризуется резким расширением исследуемых систем и условий смачивания, например, в широком интервале температур исследуются системы со слабым и сильным менмолекулярным взаимодействием между фазами как при наличии,так и в отсутствии гравитационных полей. Значительно возрос также объем исследовательских работ по изучению кинетики смачивания, что важно для выявления молекулярного механизма смачивания. На принципиальную разницу между поверхностным натяжением твердых тел как упругой деформирующей силой Г и работой образования их поверхности впервые указал Гиббс. Рассматривая поверхность раздела между твердым телом и жидкостью, он писал х,с. Так же как и в случае двух жидких масс, мы можем рассматривать С как величину, выражающую работу, затраченную на образование единицы поверхности разрыва. Эта последняя величина зависит от работы, затраченной на растяжение поверхности, тогда как величина э зависит от работы, затраченной на образование поверхности. В случае идеально жидких масс эти оба процесса неразличимы. Если же одна из масс является твердым телом. Это станет яснее, если рассмотреть частный случай. Рассмотрим тонкую гладкую пластинку кристалла в вакууме который можно считать предельным случаем очень разбавленной текучей среды и предположим, что обе поверхности пластинки одинаковы. Прикладывая соответствующие силы к ребрам пластинки, можно довести до нуля все ее внутренние напряжения. Эти силы уравновешивают натяжение обеих поверхностей и позволяют его измерить. Однако натяжение поверхности, определенное таким образом,может, конечно, иметь различное значение в разных направлениях и полностькь отличается от величины , которая представляет собой работу, необходимую для образования единицы поверхности с помощью некоторого обратимого процесса и не связанную ни с какими представлениями о направлении. В некоторых случаях, однако, повидимому, возможно, чтобы величина и поверхностное натяжение мало отличались одна от другого. Только у жидкостей обе эти величины совпадают и легко измеримы. Что же касается твердых тел, то эти величины, в общем случае не могут совпадать. Впервые четкое различие всех поверхностных величин дал Русанов 2. У объем системы. Разности 91 Р и Р2 Р , учитывая условие механического равновесия, являются двумерными тензорами. Ы1
Тензор Л и называют тензором избыточных поверхностных напряжений, или тензором поверхностного натяжения. Тензор деформации Хб . X и А . Л М с . СЛ Только в случае изотропных фаз рк д р. В коэффициентах приТ , Ул и Л 1. Р5 Р 1 р Рп рн Х. ГНГ0 НГ. Г Ь8
где 1 трехмерный в 1. Р изотропное давление, у среднее избыточное поверхностное напряжение. Величину у называют поверхностным напряжением з э или поверхностным натяжением , что по смыслу одно и то же, т. У 1. Гв11 Я 1. Ш Рнх РтбУ, i. Т1 . Т 5ЛТ 1. Т5 1. Т абсолютная температура, энтропия поверхности, ч химический потенциал подвижного компонента одного твердого тела для второго твердого тела все компоненты первого являются подвижными, М избыток массы С подвижного компонента на поверхности выраженный в молях. Б этом проявляется принципиальное различие идеально упругого твердого тела от жидкости. Уравнения 1. Однако, твердое тело может быть и неоднородным по составу и структуре. Поэтому важно располагать локальными термодинамическими уравнениями. Такие уравнения формулируются в терминах удельных величин и применяются к достаточно малой области системы. Гс относительная адсорбция С компонента, численно эта величина равна абсолютной адсорбции С компонента для такого положения разделяющей поверхности, когда адсорбция 7 компонента равна нулю. Из уравнения 1. Т К Гк 1. Ул поверхностная плотность избытка энтропии. В отсутствии подвижных компонентов 1. С1Т 1. Йг п. Для изотропного твердого тела соотношение 1. Т 1 С1. Соотношение 1. Херрингом з, и Шаттльвортом м . Оно рассматривается и в ряде последующих работ1 б. Трудность экспериментальной проверки уравнения 1. Рассмотренная модель идеально упругого твердого тела позволяет построить строгую термодинамическую теорию.