Влияние малой предварительной ориентации на механизм деформирования полимеров и композитов

• Автор: Тюнькин, Игорь Вячеславович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Механические испытания полимеров

1.1.1. Деформационные кривые

1.1.2. Истинные кривые

1.1.3. Разработки в измерении истинных напряжений и деформаций

1.1.3.1. Использование меток

1.1.3.2. Однородное деформирование

1.1.3.3. Измерения, базирующиеся на локальном диаметре или толщине

1.1.3.4. Разные типы механических испытаний

1.1.3.5. Истинные кривые напряжение деформация

1.2. Образование крейзов
1.2.1. Динамика крейзинга полимеров в жидких средах
1.2.2. Основные стадии крейзинга полимера в жидкой среде
1.2.3. Модели, описывающие образование и рост крейзов
1.3. Механические свойства композиционных материалов
1.3.1. Композиционные материалы. Резинопласты.
1.3.2. Деформационное поведение дисперснонаполненных композиционных материалов
1.3.3. Модели, описывающие деформационное поведение композитов
1.3.4. Влияние концентрации наполнителя на механические характеристики композиционных материалов
1.3.5. Условие пластично хрупкого перехода
1.3.6. Влияние размера частиц наполнителя на деформационные свойства композитов
1.3.7. Ориентация как метод модификации полимера
1.3.8. Механическое старение
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Объекты исследования.
2.1.1 .Материалы, используемые в работе.
2.1.2. Подготовка материалов.
2.1.2.1. Получение композиционных материалов
2.1.2.2. Методы ориентации материалов.
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Механические испытания.
2.2.2. Оптические исследования.
2.2.3. Определение ориентации.
2.3. Построение истинных кривых.
2.4. Теоретический расчет истинных кривых.
Глава 3. Определение ориентации полимеров.
3.1. Предварительные замечания.
3.2. Двулучепреломление.
3.3. Рассеяние рентгеновского излучения. Глава 4. Влияние ориентации на свойства ненаполненного полимера.
4.1. Влияние предварительной ориентации на механические свойства полимеров.
4.2. Истинные деформационные кривые.
4.2.1. Экспериментальное получение истинных деформационных
кривых.
4.2.2. Теоретический расчет истинных деформационных кривых.
4.2.3. Диаграмма Консидера.
4.2.4. Расчет коэффициентов истинных деформационных кривых 3 Глава 5. Влияние ориентации на свойства ненаполненного полимера при деформации в жидкости.
5.1. Оптические исследования перехода от крейзинга к сдвиговой деформации.
5.2. Механические свойства ориентированных образцов при деформации в жидкости.
5.3. Применение диаграммы Иоффе для объяснения эффекта старения.
5.4. Нулевое приближение для описания влияния предварительной ориентации на деформационное поведение полимеров и эффекты, 3 обусловленные отклонением от нулевого приближения.
Глава 6. Влияние предварительной ориентации на механические свойства композиционных материалов.
6.1. Свойства прокатанных композитов ПЭВП 2 резина
6.1.1 Влияние прокатки на механические свойства композитов на
основе ПЭВП2.
6.1.2. Микроскопическое исследование деформации композитов ПЭВП 2резина.
6.1.3. Влияние прокатки на развитие трещины в ПЭВП2
6.2. Влияние прокатки на свойства композитов ПП резина.
6.2.1. Влияние прокатки на механические свойства наполненного ПП.
6.2.2. Микроскопическое исследование деформации композитов ППрезина.
Выводы по диссертации
Литература


Когда бЕбФ снижается до Е, образуется шейка и деформация в образце становится неоднородной. Это условие выполняется между точками А и В на кривой зависимости истинного напряжения от деформации рис. Шейка распространяется вдоль рабочей части образца, переводя полимер из деформационного состояния, соответствующего точке А в состояние В. После точки В, наклон кривой превышает о вследствие ориентационного упрочнения полимера. Образец с полностью сформированной шейкой снова начинает растягиваться однородно. Для материала, подчиняющегося критерию текучести Треска, кривизна линий главного напряжения в шейке приводит к среднему поперечному напряжению 7. Радиус, кривизны И, отрицательный в начале плеча шейки, становится положительным в, конце полностью сформировавшейся шейки в точке. А на рис. Разработки в . Т.1. Использование меток . Эти величины не получаются из обычного, деформационного теста напрямую, даже если очень малые скорости деформации применяются для минимизирования эффектов разогрева. Для получения. Образец, используемый в обычном тестировании,, может быть покрыт метками и локальные удлинения исследуются с помощью фотоаппарата. Относительно неплохие метки видны на рис. Естественно, чем ближе метки друг к другу, тем точнее результаты. Этот метод был использован Мейнелем и Петерлином 9, при использовании разных типов полиэтилена и также Винсентом, работавшим сг ПВХ . Рис. Шейка, образующаяся в цилиндрическом образце поликарбоната. Метки позволяют измерить истинные локальные деформации 9. Ряд полимеров при растяжении деформируется однородно. В их число входят эфиры целлюлозы 8 и некоторые полиимиды, например полиимид ОРО, как описано Бессоновым и др. Другие полимеры будут растягиваться однородно при малых скоростях растяжения и в подходящих условиях. В их число входят сверхвысокомолекулярный полиэтилен , и закаленный Г1ВХ . Результаты, сообщаемые на этих материалах, в основном включают постоянную скорость растяжения и измерения линейной деформации, но при однородном деформировании они могут быть легко конвертированы в логарифмическую форму. Будут иметь место небольшие вариации, связанные с изменением в скорости деформирования по мере роста длины образца, пока не будет проведена корректировка. Однако если шейка появляется при растяжении, обнаруживается быстрый рост в локальной скорости деформации при инициации нестабильности шейки. Метод прямого измерения однородного деформирования при растяжении ограничивается материалами, способными к этому типу поведения. Однако была обнаружена возможность расширить применение этой методики, работая с материалами, которые уже прошли через шейку. Когда проводится обычный тест растяжения, материал выходит из стадии шейки после того, как достигнет естественной степени вытяжки при соответствующих условиях. Если попробовать растянуть образец далее, он может разрушиться, но иногда удлинение при разрыве значительно превышает естественную степень вытяжки. В этом, случае возможно растягивать его далее при условиях однородного деформирования. Когда остающаяся способность растягиваться больше или сравнима с деформацией шейки, эта методика может использоваться для измерения значительной части истинной кривой деформации Этот метод был использован для полиэтилена низкой плотности Миллсом, Хеем и. Ховардом а также Биддлстоуном и др для полиэфиркетона и в аморфном стеклообразном и в полукристаллической формах. Измерения, базирующиеся на. Если линейные размеры тестируемого образца могут быть измерены непрерывно с нужной степенью точности, то из них можно определить значение степени вытяжки. В случае цилиндрического образца достаточно измерить диаметр Э, так что степень вытяжки X будет равна пЛо0 Этот тип измерений в основном применяется в образцах формы песочных часов с суженным участком который не позволяет формироваться шейке. Данный тип тестируемых образцов был представлен ГСеллом и Джонасом , , а также Хоупом Уордом и Гибсоном . Последний использовал образцы, сделанные из листа 1 мм ПММА, который был вырезан в форме песочных часов, для того чтобы получить 5 мм талию.