Сравнительный анализ деформационных свойств арамидных нитей и текстильных материалов из них

• Автор: Федорова, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Проблемы изучения деформационных свойств арамидных нитей и текстильных материалов из них
1.1. Структурнофизическая интерпретация деформационных свойств полимерных текстильных материалов.

1.2. Разложение деформации текстильных материалов на компоненты

1.3. Линейные процессы наследственной релаксации и ползучести полимерных текстильных материалов.
1.4. Нелинейные процессы наследственной релаксации и ползучести полимерных текстильных материалов.

1.5. Микромеханизмы релаксации и ползучести полимерных текстильных материалов

1.6. Выводы по главе 1.

Глава 2. Моделирование вязкоупругости арамидных текстильных материалов.

2.1. Описание компонентного состава и технические характеристики арамидных текстильных материалов
2.2. Приборная база для проведения экспериментальных
исследований.
2.3. Проведение эксперимента в режиме процесса растяжения
арамидных нитей
2.4. Проведение эксперимента в режиме процесса растяжения
арамидных тканей и шнуров
2.5. Проведение эксперимента в режиме процесса релаксации
2.6. Проведение эксперимента в режиме процесса ползучести
2.7. Выводы по главе 2.
Глава 3. Прогнозирование деформационных, восстановительных и релаксационных процессов арамидных текстильных материалов.
3.1. Определяющие интегральные соотношения релаксации и ползучести текстильных материалов
3.2. Прогнозирование нелинейнонаследственной релаксации
арамидных материалов.
3.3. Прогнозирование нелинейнонаследственной ползучести
арамидных материалов.
3.4. Прогнозирование деформационных и восстановительных процессов арамидных материалов.
3.5. Выводы по главе 3.
Глава 4. Выявление упругих, вязкоупругопластических и усадочновосстановительных свойств арамидных текстильных материалов .
4.1. Разложение полной деформации арамидных текстильных материалов на упругую и вязкоупругопластическую компоненты .
4.2. Разложение деформационных процессов арамидных
текстильных материалов на упругие и вязкоупругопластические составляющие.
4.3. Определение влияния температуры на усадку и восстановление после усадки арамидных текстильных материалов.
4.4. Выводы по главе
Глава 5. Практическое применение методик исследования деформационных свойств арамидных текстильных материалов к технологическим задачам.
5.1. Применение методик определения вязкоупругих характеристик
арамидных текстильных материалов
5.2. Применение методик расчетного прогнозирования деформационных и восстановительных процессов арамидных текстильных материалов.
5.3. Применение методик разложения деформационных процессов арамидных текстильных материалов на упругие и вязкоупругопластические составляющие
5.4. Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список использованной литературы.
Приложение. Свидетельства о регистрации программ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АРАМИДНЫХ НИТЕЙ И ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ
Арамидные нити, представляющие из себя свсрхвысокосмодульные полимерные соединения, и текстильные материалы из этих нитей относятся к классу полимерных материалов, что дает основание применять для их исследования положения и принципы, разработанные в механике полимеров. В настоящей главе дается обзор публикаций по тематике диссертационной работы и формулируется обоснование темы данной диссертации. Изложены современные представления о методах анализа механических свойств полимерных текстильных материалов, описаны известные способы прогнозирования вязкоупругих процессов. Приводятся возможные варианты разделения деформации на составные компоненты упругую, вязкоупругую и пластическую. Рассмотрены различные варианты теории вязкоупругости полимерных материалов. Проанализирован переход от линейной теории вязкоупругости, не учитывающей активирующее воздействие приложенных деформации и нагрузки на внутренние микромеханизмы протекающих процессов, к нелинейной теории, основанной на учте кинетической природы деформирования и разрушения. Описаны известные методики определения вязкоупругих параметровхарактеристик как линейных, так и нелинейнонаследственных процессов релаксации и ползучести. Приведены известные методики прогнозирования деформационных процессов текстильных полимерных материалов. Механическая анизотропия одно из замечательных свойств ориентированных полимерных материалов, к классу которых относятся арамидные нити. Согласно общепринятым представлениям признаки ориентирования твердого тела начинают проявляться на молекулярном уровне. Если полимерная цепь свернута в клубок и соблюдается статистическая ориентация отдельных элементов, то образец в целом изотропен гош конформация. Если же имеет место преимущественная ориентация элементов цепей, то образец макроскопически анизотропен. В определенных случаях максимальная степень анизотропии обуславливается параллельным расположением цепей цис и транс конформации и в этом случае суммарная макроскопическая анизотропия образца равняется анизотропии одного элемента, умноженной на число таких элементов в единице объема 1. Под ориентированным состоянием полимеров принято понимать состояние, в котором имеется четко выраженная одноосная ориентация полимерных цепей. Системы, находящиеся в ориентированном состоянии, во многих отношениях можно рассматривать как квазиодномерные. К таким системам относятся волокна и нити 2. Понятие квазиодномерности оказалось продуктивным при анализе фундаментальных свойств полимеров на молекулярном и надмолекулярном уровне . Природа высокоэластичности объясняется физическими свойствами цепных молекул. Возможность внутреннего вращения вокруг единичных связей приводит к гибкости и легкой сворачиваемости полимерных цепей. Гибкость отчетливо проявляется, когда тепловое движение достаточно интенсивно. Для полимерных материалов в условиях эксплуатации изделий как технического, так и бытового назначения характерны ориентированное состояние макромолекул и микромеханизм процесса деформирования, близкий к типичному для стеклообразного состояния. Вместе с тем при физической интерпретации наблюдаемых механических свойств полимерных материалов существенную роль играют общепринятые структурные двухфазные модели, представляющие чередование кристаллических и аморфных областей 9. Необходимо учитывать также возможность скольжений по поверхности ламелярных структурных элементов. Уже из принятых моделей надмолекулярного строения ориентированных полимеров качественно видно, что соотношения между напряжением и деформацией имеют температурновременной характер . Наблюдаемые корреляции между механическими свойствами и структурой также говорят в пользу представлений о решающей роли межатомных, межмолекулярных взаимодействий . Для задач физического моделирования полимера важное значение имеют наблюдения методом болыпеугловой рентгенографии , изучение формы поперечного сечения , выявление методом ядерпого магнитного резонанса важной роли аморфной составляющей структуры в определении механических свойств , установление активирующего влияния механического нагружения на разрыв химических связей в макромолекулах .