Анализ пластической деформации стеклообразных полимеров в рамках кластерно-дырочной модели и концепции фракталов

• Автор: Сандитов, Булат Дамбаевич
• Шифр специальности: 01.04.14, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва, Улан-Удэ
• Количество страниц: 144 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Структура и пластическая деформация аморфного состояния

полимеров обзор литературы

1.1. Структу рные модели аморфных полимеров

1.1.1. Некоторые подходы к моделированию структуры аморфных полимеров

1.1.2. Кластерная модель аморфного состояния полимеров .

1.1.3. Теория флуктуационного свободною объема

1.1.4. Кластерная модель и концепция флуктуационного свободного объема аморфных полимеров.

1.1.5. Фрактальный анализ в физике полимеров

1.2. Пластическая деформация аморфных полимеров

1.2.1. Пластическая деформация полимерных стекол как замороженная высокоэластическая деформация.
1.2.2. Описание пластической деформации стеклообразных полимеров на основе дислокационных аналогий
1.2.3. Модель пластических сдвиговых трансформаций в структуре аморфных полимеров.
1.2.4. Фрактальный анализ пластической деформации полимерных стекол
1.2.5. Пластическая деформация неорганических и металлических стекол
Заключение
Глава 2. Методы и объекты исследований
2.1. Методика рентгеновских исследований
2.2. Испытания на микротвердость.
2.3.Ударные испытания по Шарпи.
2.4.Методы определения модуля упругости и деформации.
2.5.Исследование структуры дисперснонаполненных полимерных композитов методом электронной микроскопии
2.6. Объект ы исследований.
Заключение.
Глава 3. Модель пластической деформации стеклообразных полимеров
3.1 .Вводные замечания.
3.2.Образование флуктуационной дырки как элементарный акт
пластической деформации
3.3. Анализ пластической деформации с позиций формализма кластернодырочной модели.
3.4. Структура пластически деформированных аморфных полимеров. Расчет предела текучести
3.5.Природа кластернодырочной модели пластической деформации стеклообразных систем
Заключение
Глава 4. Процесс стеклования и пластическая деформация аморфных
полимеров
4.1. Корреляция предела текучести с температурой стеклования линейных аморфных полимеров
4.2. Линия сгеклования в рамках кластернодырочной модели.
4.3. Анализ зависимости температуры стеклования аморфных полимеров от давления
Заключение
Глава 5. Фрактальный анализ пластической деформации стеклообразных
полимеров
5.1. Фрактальность флуктуационного свободного объема
5.2. Рентгено1рафическое исследование фрактальности структуры аморфных полимеров
5.3. Фрактальная трактовка пластической деформации аморфных полимеров при микровдавливании
5.4. Фрактальный анализ влияния давления на структуру аморфного эпоксиполимера
5.5.Перспективы использования кластернодырочной модели и концепции фракталов для анализа пластической деформации аморфных полимеров
5.5.1.Фрактальные характеристики структуры и пластическая деформация
дисперснонаполненных полимерных композитов.
5.5.2.Тракювка закона Кольрауша в рамках фрактального анализа
Заключение
Глава 6. Прогнозирование изменения структуры и свойств полиэтилена при
ударном нагружении.
Основные результаты и выводы
Литература


ССМ, предполагающую формирование ближнего сегментального порядка в аморфных полимерах путем образования складчатых участков в макромолекуле. Гипотеза о ССМ основана на следующих соображениях. Сравнительно небольшое различие между плотностями полимера в кристаллическом и аморфном состояниях, свидетельствующее о существенной упорядоченности аморфного состояния, допускает сохранение макромолекулами невозмущенных размеров. А это возможно, если они находятся в складчатой конформации, примерно соответствующей конформации статистического клубка в идеальном растворителе при его сжатии одновременно в двух направлениях. Гипотеза ССМ получила дальнейшую конкретизацию и уточнение в работах Привалко и Липатова , , которые ввели представление о существовании в расплавах гибкоцеиных полимеров флуктуационной структурной сетки, узлами которой являются участки упорядоченного расположения сегментов в виде ССМ. Сходные представления были высказаны Аржаковым, Бакеевым и Кабановым см. ММП, а из доменов ССМ, соединенных между собой проходными цепями. Большинство имеющихся экспериментальных данных подтверждает главное положение модели ПСК о соответствии среднеквадратичных размеров макромолекулы в блоке и в идеальном растворителе. Вместе с тем не вызывает сомнения существование в аморфных полимерах участков ближнего порядка. Предсгавление об упорядоченности расплава лежит в основе различных вариантов модели ССМ, но ни один из них не в состоянии предсказать теоретически размеры ближнего порядка и их относительное содержание в объеме полимера. Таким образом, проблема описания структуры аморфного состояния гибкоцепных полимеров в рамках простых моделей попрежнему сохраняет свою акту альность. На основе сходства между акустическим поведением сильновязких жидкостей и микронеоднородных сред Исакович и Чабан 1, полагают, что сильновязкая жидкость является микронеоднородной двухкомпонентной средой. Сжатие в компонентах определяется при адиабатическом процессе помимо давления некоторой величиной, принимающей значения в первом компоненте и во втором компоненте. В первом эта величина является наряду с энтропией и давлением еще одной независимой термодинамической переменной. При быстром изменении давления фактическое значение не успевает принимать равновесное значение и будет отличаться от него на некоторую величину. Во втором компоне1гге величина не является независимой термодинамической переменной. При различии значений и 2 между компонентами начинается выравнивание этих величин, происходящее по диффузионному закону. Запаздывание такого выравнивания относительно изменения давления приводит к аномальному поглощению и к дисперсии скорости звука. Для таких сильновязких жидкостей как глицерин, бутандиол, гексантриол и 2метилпентандиол2,4 получено хорошее согласие теории с данными опыта во всей дисперсионной области. Никакие свободные параметры при расчетах не используются . Наибольший интерес представляет молекулярная картина данной феноменологической теории, в частности, физический смысл параметра . Упорядоченная и неупорядоченные
области это соответственно первый и второй компоненты феноменологической теории. Время жизни кластеров должно быть больше периода звуковых колебаний долей микросекунды. Обобщая известную дырочную модель жидкости по Френкелю см. Исакович и Чабан считают, что величина есть концентрация дырок МуУ. Под дыркой они понимают свободный объем, который по величине и форме потенциала самосогласованного поля таков, что в него может перескочить одна молекула. Каждому давлению соответствует своя степень упорядоченности первого компонента и характеризующая ее равновесная концентрация дырок. При изменении давления происходит перестройка участков первого компонента в сторону большей или меньшей упорядоченности. Дырки, необходимые для такой перестройки, черпаются из неупорядоченного компонента или возвращаются в него из упорядоченных областей путем диффузии через границы участков. Коэффициент диффузии в молекулярной интерпретации есть коэффициент диффузии дырок, который можно считать совпадающим с коэффициентом диффузии молекул. В работах Маломужа с сотр.