Структура и механические свойства гетероцепных ароматических полиэфиров

• Автор: Шогенов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 300 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

ДЛЯ ОПИСАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ

1.1. Механизмы деформации стеклообразных полимеров.

1.2. Термодинамические концепции роста трещины.

1.3. Морфология и микромеханика зон деформации.

1.4. Механизмы затупления вершины трещины в полимерах

1.5. Ангармоиизм межатомных и межмолекулярных связей

в стеклообразных полимерах

1.6. Локальный порядок и структура аморфных стеклообразных полимеров.

1.7. Фрактальный анализ и его применение в физике полимеров.
1.8. Модели необратимой агрегации
Выводы к главе 1
Глава 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методики приготовления образцов для испытаний
2.3. Измерение плотности образцов.
2.4. Определение энергии когезии
2.5. Определение температуры стеклования термомеханическим методом.
2.6. Определение температуры стеклования методом ДСК
2.7. УФспектры поглощения
2.8. Рентгенодифракгометрия.
2.9. Электронная и оптическая микроскопия.
2 Измерение вязкоупругих свойств
2 Испытания пленочных образцов на растяжение
2 Ударные испытания полимеров.
2 Методика расчета для испытаний на растяжение
2 Методика расчета для ударных испытаний
2 Оценка ошибок измерений и статистическая обработка данных.
Выводы к главе 2
Глава 3. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ГЕТЕРОЦЕПНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИЭФИРОВ В УСЛОВИЯХ ДИНАМИЧЕСКОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.
3.1. Влияние химического строения гетероцепных полиэфиров
на их механические свойства при квазистатических испытаниях.
3.2. Особенности поведения гетероцепных полиэфиров в условиях ударного нагружения.
3.3. Макроскопическая текучесть и разрушение гетероцепных полиэфиров
3.4. Локальная пластичность и самоторможение стационарных трещин
Выводы к главе 3.
Глава 4. АНГАРМОНИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ И МЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ГЕТЕРОЦЕПНЫХ ПОЛИЭФИРОВ
Выводы к главе 4
Глава 5. КЛАСТЕРНАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ АМОРФНОГО
СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРОВ.
Выводы к главе 5.
Глава 6. ПРИМЕНЕНИЕ ФРАКТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ
ГЕТЕРОЦЕПНЫХ ПОЛИЭФИРОВ.
Выводы к главе 6.
Глава 7. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ НЕОБРАТИМОЙ АГРЕГАЦИИ В
ФИЗИКЕ ПОЛИМЕРОВ .
7.1. Применение модели кластер кластер для описания растворов полимеров и процессов их синтеза.
7.2. Описание структуры конденсированного состояния полимеров
в рамках модели ВиттенаСандера
1 7.3. Фрактальный анализ химических реакций в твердофазных полимерах .
7.4. Применение моделей необратимой агрегации для описания структуры
и механических свойств дисперснонаполненных полимерных
композитов
Выводы к главе 7
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Большая часть ЗД имеет однородные толщину и степень вытяжки. Граница ЗД и объемного полимера определена гораздо менее четко, чем граница крейза, которая обычно имеет ширину порядка диаметра фибриллы, т. Для ЗД эта величина составляет 1 мкм у каждого края. Однако, основным отличием ЗД от крейзов является отсутствие в них полостей. Иначе говоря, образование ЗД не требует формирования свободных поверхностей и это обстоятельство приводит к очень важным последствиям. Как уже отмечалось, образование в крейзах системы фибрилл и полостей требует геометрически необходимой потери макромолекулярных зацеплений, относительная величина которой может достигать . В отличие от крейзов при образовании ЗД плотность сетки макромолекулярных зацеплений практически остается неизменной . Вследствие этого степень вытяжки в фибриллах крейза достигает величины, примерно вдвое превышающей степень вытяжки в ЗД. В ЗД такие ребра отсутствуют. В работах было показано, что увеличение плотности сетки макромолекулярных зацеплений У3 приводит к постепенному изменению механизма пластической деформации от крейзов к ЗД. На примере двух рядов полимеров было выяснено, что этот переход реализуется при одинаковых значениях У3 независимо от того, будут ли это молекулярные зацепления или химические сшивки. Из данных работы следует, что увеличение У3 приводит к росту эффективной поверхностной энергии образования фибрилл крейзов, что влечт за собой увеличение напряжения крейзования. Поскольку напряжение сдвиговой текучести при этом практически не изменяется, то соотношение этих двух параметров и предопределяет переход способа пластической деформации от крейзования к сдвигу . Таким образом, изменение параметров сетки макромолекулярных зацеплений позволяет управлять механизмами пластической деформации. Это важно с практической точки зрения, поскольку сдвиг является более энергоемким и не образующим дефектов процессом, т. Однако, слишком высокая плотность макромолекулярных зацеплений или химических сшивок может привести к очень низкой степени вытяжки и резкому снижению пластичности . Определяющее влияние локальной пластической деформации на механическое поведение полимеров подчеркивается рядом необычных явлений. В работе было показано, что предварительное нагружение образцов ПК растягивающей нагрузкой значительно влияет на процесс роста усталостной трещины в условиях постоянного интервала коэффициента интенсивности напряжения, хотя эффект запаздывания роста трещины не так велик, как для некоторых металлов. Предполагается, что это явление обусловлено затуплением трещины зоной локальной пластической деформации. Механические испытания пленочных образцов полиэтилена низкой плотности обнаружили аномальную зависимость времени до разрушения от приложенного напряжения, когда в определенном интервале напряжений наблюдался максимум времени до разрушения. Появление такого аномального максимума приписано ориентационному упрочнению полимера у вершины трещины, т. Такемори исследовал поведение образцов полиэфиркарбоната в испытаниях на усталость. Он обнаружил неожиданное увеличение долговечности образцов по мере роста максимального циклического напряжения. Это явление обусловлено переходом механизма пластической деформации у вершины надреза от крейзоваиия при низких циклических напряжениях к сдвигу. Очевидно, что крейз представляет собой гораздо более легкий путь для распространения трещины, чем зона сдвиговой деформации. Гледхилл и Кинлох обнаружили, что долговечность адгезивных эпоксидных соединений однозначно определяется единственным параметром размером зоны локальной пластической деформации. Аналитическая трактовка затупления вершины трещины локальной пластической деформацией в рамках механики сплошных сред получена в работах . Экспериментальные наблюдения показали, что процесс текучести в окрестности вершины трещины контролирует и вязкость разрушения, и способ распространения трещины. Это приводит к рассмотрению распределения напряжений вокруг трещины, затупленной локальной пластической деформацией.