Дискретные уровни прочности и долговечности полимерных пленок и волокон : Динамика, прогноз

• Автор: Цой, Броня
• Шифр специальности: 01.04.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 368 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Прочность и разрушение полимеров
1.1. Кинетика процессов разрушения
1.1.1. Силовое возмущение и разрыв связей в нагруженных полимерах
1.1.2. Субмикроскопические трещины и их характеристики
1.1.3. Фрактографические исследования поверхности
разрыва
1.1.4. Кинетика роста магистральных трещин
1.2. Температурно-временная зависимость прочности
Глава 2. Дискретная структура и дефекты полимеров
2.1. Надмолекулярная организация и дефекты структуры полимеров
2.2. Дискретный спектр прочности полимеров
2.3. Заключение по главе
Глава 3. Методы и объекты исследований
3.1. Статистическая обработка результатов
эксперимента
3.2. Основные формулы для расчета долговечности
и прочности
3.3. Прямые физические методы исследования структуры
и свойств полимеров
3.4. Исследоание дискретного спектра уровней прочности - новый метод исследования структурных свойств полимерных материалов
3.5.Объекты исследований и их характеристики

3.6. Заключение по главе

Глава 4. Прочностные состояния полимеров
4.1. Функция распределения прочности и долговечности массивных (низкопрочных) образцов
4.2. Функция распределения прочности и долговечности тонких (высокопрочных ) полимерных пленок и
волокон
4.3. Долговечность и прочность массивных и тонких
образцов
4.4. Заключение по главе
Глава 5. Прочность и закономерности разрушения массивных
полимерных материалов
5.1. Особенности температурно-временной зависимости прочности
5.2. Долговечность и разрушение при действии радиационных полей
5.3. Долговечность и разрушение в условиях раздельного и совместного действия диффузионных сред и радиационных полей
5.4. Прочность и разрушение в условиях экстремальных климатических воздействий
5.5. Заключения по главе
Глава 6. Дискретный спектр прочности и закономерности разрушения полимерных волокон
6.1. Структура и дефекты полимерных волокон
6.1.1. Натуральный шелк (НШ)
6.1.2. а - кератин (нормальный человеческий волос(КВ)
6.2. Спектр прочности природных волокон
6.2.1. Натуральный шелк
6.2.2. а - кератин ( нормальный человеческий волос)
6.3. Спектр прочности синтетических волокон
6.4. Дискретные уровни прочности волокон и роль статистического и структурного масштабного фактора

6.5. Дискретный спектр прочности и роль внешних факторов в процессах разрушения
6.5.1. Натуральный шелк
6.5.2. а- кератин
6.6. Теоретическая, предельно достижимая и реальная
прочность полимерных волокон
6.6.1. Натуральный шелк
6.6.2. а-кератин
6.7. Дискретный спектр микродефектов природных и синтетических волокон по данным дискретного спектра прочности и малоуглового рентгеновского рассеяния
6.7.1. Натуральный шелк
6.7.2. а-кератин
6.7.3. Полиэфирные волокна
6.8. Заключения по главе
Глава 7. Дискретный спектр прочности и закономерности разрушения тонких полимерных пленок
7.1. Структура и дефекты аморфных и кристаллических полимерных пленок
7.1.1. Кристаллические полимерные пленки
7.1.2. Аморфные полимерные пленки
7.2. Дискретный спектр прочности, долговечности и длин микродефектов аморфных полимерных пленок
7.2.1. Полиметилметакрилат (ПММА - СО -95)
7.2.2. Полиимид ПМ
7.2.3. Полиимид ПМ
7.3. Дискретный спектр прочности, долговечности и длин микродефектов кристаллических полимерных пленок
7.3.1. Спектр прочности
7.3.2. Спектр долговечности
7.3.3. Влияние некоторых воздействующих факторов на уровни долговечности
7.4. Дискретные уровни прочности пленок из полимерных композиций

Отметим, что по представлениям авторов [133 - 250] кинетика процесса разрушения эластомеров определяется не разрывом химических связей, а процессами вязкоупругости в местах концентрации напряжения (в очагах разрушения). Однако это не значит, что полимерные цепи не рвутся при разрыве образца. Дело обстоит таким образом, что вклад вязкоупругих процессов в кинетику процесса разрушения (разрыв межмолекулярных связей) является определяющим, в отличие от хрупкого разрушения полимеров, где основной вклад в кинетику разрушения дают термофлуктуационные разрывы химических связей полимерных цепей. Последнее подтверждено экспериментально [31]. После разрыва полимерного образца в тонком приповерхностном слое у поверхности разрыва обнаружено число разорванных молекул

порядка 10 "см Это, примерно, равно общему числу химических связей, проходящих через данное сечение. Таким способом показано, что разрыв полимера происходит с разрывом макромолекул по химическим связям. Аналогичный вывод сделан в [245], где определена концентрация свободных радикалов в процессе разрыва и прослежена кинетика их накопления.
Практическое использование уравнения долговечности (1.4) связано с предварительным нахождением его параметров. В основе различных способов оценки параметров х0, (Уо, у лежат графические построения, сопряженные с далекой экстраполяцией экспериментальных участков прямых долговечности [31]. При первом подходе по прямым lgx -/1(0, 7) при трех различных температурахГь Т2, Т3 строят прямые lgx =f2(/T, а) при а = const, а затем по их наклонам - график функции (7(a) = U0- ya. Продолжением его к a = 0 находят величину (То, а по наклону - коэффициент у. Параметр lgx0 определяют по положению полюса ((Уо/у, lgx0), в котором пересекаются прямые lgx=/](a, Т) или lgx =/2(1/7, а).При втором подходе строят вытекающую из (1.4) зависимость (7(a) = 2,3771g(x/x0) путем пересчета значений долговечности при разных напряжениях и температурах, но постоянной величине то. Далее устанавливают графически параметры (Уо и у. При третьем подходе экстраполяция на нулевое напряжение зависимости lgx=/i(a, Т) (7= const) дает долговечность x((li = ХоСхрЩД /с'/)]. Отсюда находят параметр (Уо при известной характеристике х0, а по наклону графика lgx =/i(a, 7) - коэффициент у. Во всех этих способах небольшие погрешности в определении наклонов влекут за собой существенные ошибки в величинах Хо, (Уо, У- Ситуация усложняется еще и разбросом экспериментальных точек lgx =/](a, Т), по которым строят графики. Отсюда понятен разброс числовых значений параметров уравнения (1.1) в справочной литерадуре.