Основные закономерности образования и развития регулярных микроструктур при деформировании полимеров с тонким твердым покрытием

• Автор: Воронина, Елена Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 .Структурномеханические аспекты деформации и механизмы разрушения армированных пластиков.
1.2. Структурномеханические аспекты деформации систем твердое покрытие на податливом основании.

1.2.1. Особенности разрушения твердого покрытия

при деформировании полимераподложки

1.2.2. Явление потери устойчивости жесткого покрытия

при деформировании полимераподложки.

1.3. О прикладном аспекте явления возникновения регулярного микрорельефа на поверхности полимерных пленок с тонким

жестким покрытием

1.4. Заключение

Глава 2. Объекты и методы исследования.
Глава 3. Особенности структурообразования в системе полимер твердое покрытие при деформировании в широком температурном диапазоне.
3.1. Особенности возникновения и формирования регулярного микрорельефа и регулярного разрушения покрытия при деформировании полимерной подложки.
3.2. Особенности и механизм образования регулярного микрорельефа при деформировании полимерных подложек.
3.2.1. Факторы, влияющие на величину периода регулярного микрорельефа, возникающего при деформировании полимеров с тонким твердым покрытием.
3.2.2. Причины и механизм возникновения регулярного микрорельефа.
3.3. Особенности разрушения твердого покрытия при деформировании полимерных подложек
3.3.1. Факторы, влияющие на размер фрагментов разрушения твердого
покрытия при деформировании ПЭТФ ПВХ подложки.
3.3.2. Механизм разрушения твердого покрытия при деформировании
полимерных подложек.
3.4. Пластическая деформация твердого покрытия при деформировании
полимераподложки
Глава 4. Исследование основных условий, определяющих формирование и устойчивость регулярного микрорельефа, возникающего при деформировании полиэтилентерефталатных и поливинилхлоридных пленок, имеющих тонкое металлическое покрытие.
Глава 5. Структурные особенности деформирования пленок ПВХ, имеющих тонкое платиновое покрытие
5.1. Влияние температуры на характер структурообразования при деформировании пленок ПВХ, имеющих тонкое платиновое покрытие
5.2. Влияние степени вытяжки на характер структурообразования при деформировании пленок ПВХ, имеющих тонкое платиновое
покрытие.
5.3. Структурные особенности РМР в условиях релаксации напряжения ПВХподложки.
5.4.Влияние скорости растяжения на образование и морфологию РМР при деформировании пленок ПВХ, имеющих тонкое платиновое покрытие.
Глава 6. Явление ориентации жидкого кристапла на полимерных подложках,
имеющих регулярные микроструктуры
Глава 7. Прикладные аспекты использования явления потери устойчивости в
двуслойных полимерных системах.
Выводы.
Литература


На качественном уровне полученное уравнение позволяет объяснить все приведенные в работе экспериментальные данные, касающиеся влияния различных факторов на характер разрушения твердого покрытия при растяжении полимераподложки. Действительно, уравнение 1. Этот вывод в полной мере соответствует экспериментальным данным. С другой стороны, уравнение 1. Авторы провели количественное сравнение эксперимента и теории, и оказалось, что экспериментальные данные лучше описываются формулой
Такое соответствие теории и эксперимента представляется авторам вполне удовлетворительным при учете сделанного ими предположения об идентичности свойств платины в блоке и в тонких слоях в десятки нанометров. Подытоживая вышеизложенное, отметим, что деформация систем, построенных по принципу твердое покрытие на податливом основании, сопровождается не только регулярной фрагментацией покрытия, а наблюдается еще и образование регулярного микрорельефа на поверхности полимерной подложки. Явление потери устойчивости жесткого покрытия при деформировании полимераподложки. В недавних работах исследовались структурномеханические особенности деформации систем каучук твердое покрытие. Впервые было обнаружено , что при одноосном растяжении системы каучук твердое покрытие возникают одновременно два явления регулярное дробление покрытия на фрагменты и возникновение волнообразного микрорельефа на поверхности полимера рис. Исследование большого количества образцов показало, что указанные явления имеют общий характер и не зависят от природы материала подложки ПЭТФ, ПЭ, ПП. ПВХ, каучук и др. Покрытие может быть нанесено ионноплазменным или термическим напылением. Во всех случаях при деформировании систем наблюдалось регулярное разрушение покрытия РРП и возникновение регулярного микрорельефа РМР. Появление регулярного микрорельефа на поверхности рассмотренных выше систем может быть реализовано не только прямой вытяжкой полимерных пленок, имеющих твердое покрытие. Эго явление наблюдается и при усадке предварительно ориентированных пленок рис. Экспериментально установлено, что для реализации подобных структур необходима хорошая взаимная адгезия между покрытием и подложкой пренебрежимо малая толщина покрытия по сравнению с толщиной подложки существенное различие несколько десятичных порядков в модулях упругости покрытия и подложки. В работе проведен подробный теоретический анализ причин возникновения микрорельефа и выведено соотношение для его длины волны. Как было отмечено выше, микрорельеф, возникающий при прямом растяжении образца, ориентирован вдоль оси растяжения, в то время как микрорельеф, возникающий при усадке предварительно растянутого образца, ориентирован перпендикулярно оси растяжения. Авторы работы объясняют этот экспериментальный факт тем, что для реализации рассматриваемого явления необходимым условием является напряжение, приводящее к сжатию жесткого покрытия. Как известно, при растяжении каучу ко подобных полимеров, практически не изменяется их объем, а происходит существенная боковая контракция сжатие, которая и приводит к сжатию покрытия в направлении, перпендикулярном оси растяжения полимера. В результате сжатия твердое покрытие теряет устойчивость, что и приводит к возникновению соответствующего рельефа. В случае усадки предварительно растянутого образца направление сжатия совпадает с направлением растяжения, и в этом случае, очевидно, что возникающий микрорельеф должен быть повернут на относительно оси растяжения и относительно рельефа, реализуемого при прямом растяжении. Вывод о том, что именно сжатие ответственно за возникновение микрорельефа является, по мнению авторов , принципиально важным для понимания рассматриваемого явления. Авторы отмечают широкую распространенность физических явлений, имеющих место при сжатии сильно анизодиаметрических тел, каковым, несомненно, является тонкое твердое покрытие. Для выяснения механизма наблюдаемого явления авторы провели анализ физических причин, определяющих период возникающего микрорельефа при деформировании полимера подложки.