Разработка метода расчета релаксации напряжения в капроновых нитях технического назначения

• Автор: Шинтарь, Вячеслав Валентинович
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 265 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Деформационные свойства полимеров

1.2. Структура и свойства капроновых нитей технического назначения

1.3. Нелинейная вязкоупругость полимерных материалов.

1.4. Методы описания нелинейной вязкоупругости синтетических нитей

1.5. Постановка задачи

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методика измерений изотермического релаксационного процесса
2.3. Статистическая обработка результатов
измерений.
Глава 3. ПРОЦЕСС ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЛАКСАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ . .
3.1. Математическое описание релаксационного процесса.
3.2. Метод определения деформационных характеристик
по кратковременным измерениям релаксации напряжений . .
3.3. Влияние температуры на вязкоупругие свойства .
3.4. Расчетное прогнозирование диаграмм растяжения
по определяемым деформационным характеристикам
3.5. Основные результаты главы 3 .
Глава 4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НИТЕЙ С
ТЕХНОЛОГИЕЙ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ.
4.1. Влияние степени вытягивания нитей на их деформационные релаксационные свойства
4.2. Влияние диаметра высокопрочных мононитей на их деформационные релаксационные свойства .
4.3. Основные результаты главы 4
ОБЩИЕ ИТОГИ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Анизотропное состояние, макромолекулярных цепей привело к некоторому видоизменению представлений о "тонкой" структуре волокна /-/ по сравнению с изотропным полимером. Было предложено довольно много вариантов структурных моделей (например, модель Хёрла //), которые в целом сводились к структуре бахромчатой фибриллы. В настоящее время широкое распространение получила модель ориентированного полимера Хозема и Бонарта /, /. Ряд методов структурного анализа - электронная микроскопия /, /, рентгеновская дифракция /, /, ИК - спектроскопия в сочетании с механическими испытаниями /, /, проведенных С. Н.Бурковым с сотрудниками подтвердили теоретическую достоверность модели Хоземана и Бонарта //. Согласно этой модели тонкие области фибрилл являются кристаллическими образованиями, которые состоят из складчатых участков макромолекул. Между кристаллитами имеется аморфная прослойка, состоящая из менее упорядоченных цепей. Прочная связь между соседними кристаллитами осуществляется в основном за счет так называемых "проходных" молекул, соответствующие участки которых принадлежат обоим кристаллитам. На аналогично изучаемых нами объектах, были проведены интересные исследования Ю. А.Зубовым с соавторами //, которые заключались в сравнительном изучении структуры промышленных полиамидных волокон, полученных по обычной технологии, и волокон, полученных по новой технологии, с повышенными физико-механическими характеристиками. Наличие выпрямленных проходных молекул равной длины в аморфных областях обуславливает высокие значения прочности и модуля упругости волокон с высокими физико-механическими характеристиками. Следовательно, механические свойства ориентированных гибкоцепных полимеров определяются в основном напряженными проходными цепями, доля которых может быть значительно увеличена, если в системе, наряду с обычными, ламеллярными кристаллитами, присутствуют кристаллы с параллельно вытянутыми цепями, в которых все цепи являются проходными и напряженными //. Посредством ориентационной вытяжки удается увеличить число параллельно упакованных звеньев и тем самым повысить прочность волокон //. Увеличение прочности полимеров при вытягивании различные авторы объясняют по разному. Одни // связывают увеличение прочности с появлением анизотропии упругих свойств, т. Е0 в направлении вытяжки и уменьшении его в перпендикулярном направлении. В других работах // утверждается, что увеличение прочности связано с изменением соотношения между разрушающимися межмолекулярными и химическими связями. Анализ формулы долговечности С. В работе /,/ было показано, что основной эффект при упрочнении связан с увеличением числа цепей (в единице сечения образца), несущих нагрузку при разрыве, которое, в свою очередь, обусловлено удлинением образца, изменением его геометрических размеров, масштабного фактора //. Прочность определяется также дефектностью образца, что было подтверждено экспериментальными исследованиями на стеклянном //, полиамидном /,/ и других волокнах. В настоящее время общепризнанным является существование неоднородности структуры синтетических волокон по радиусу, что обусловлено градиентом температуры и давления при выходе вновь производимого волокна из фильеры //. Наличие у волокон поверхностного слоя, отличного по структуре и физико-механическим свойствам от сердцевины (эффект ,lядpo-pyбaшкa,,), убедительно показано в многочисленных работах /,,/. Неоднородность структуры по радиусу приводит к тому, что поверхностный слой волокна ведет себя в ряде случаев автономно, о чем свидетельствует появление сморщиваний на поверхности волокна //, а появление сморщиваний неизбежно должно сопровождаться разрушением поверхности множеством разнообразных микротрещин, что может привести к понижению механических свойств (выше хрупкость и жесткость) волокна. Правда, существует и несколько другой взгляд на влияние дефектности на прочность. Так, К. Е.Перепелкин /,/ считает, что влияние дефектов и местной концентрации напряжений на прочностные свойства часто сильно преувеличиваются, т.