Неориентированный материал
Cтраница 4
Хотя теория функционирования элементов на второй гармонике не продвинулась очень далеко, все же достигнуты значительные успехи в конструировании таких элементов. Было установлено, что материалы с ориентированным зерном дают лучшие результаты в стабильности при использовании ленты толщиной 25 мк. Петля гистерезиса этих материалов имеет лучшую прямоугольность, чем у неориентированных материалов. Толщина используемой ленты выбирается на основании компромисса между большими потерями на вихревые токи и нежелательной адаптивной характеристикой. Было найдено, что для частоты 100 кгц толщина ленты 25 мк представляет хорошее решение. [46]
Кривые ДТА образцов ПЭТФ, растянутых в н-пропаноле и высушенных с фиксированными размерами, отражают особенности как образца, растянутого в шейку, так и неориентированного ПЭТФ. Например, отчетливо заметны и переход в области стеклования, и кристаллизация ПЭТФ; однако эти эффекты выражены слабее, чем у неориентированного ПЭТФ. Это и понятно, поскольку при растяжении в адсорбщюнно-активных средах полимер переходит в ориентированное состояние внутри микротрещин, между которыми остается неориентированный материал. [48]
Из рисунка видно, что в то время как растяжение на воздухе приводит к появлению и развитию в полимере отчетливо выраженной шейки, вытяжка в адсорбционно-активной жидкости происходит без заметного сужения рабочей части образца, который становится молочно-белым и непрозрачным из-за развития в нем большого количества микроскопических зон пористой структуры. Электронно-микроскопическое исследование ( рис. 1.7) таких образцов свидетельствует о том, что при деформации полимера в присутствии поверхностно-активного вещества нам действительно в существенной степени удается подавить слипание ( коагуляцию) фибриллярных агрегатов макромолекул в единую шейку. При этом отчетливо видно, что разобщение фибрилл в пространстве приводит к возникновению специфической пористой структуры, для которой характерно существование фрагментов исходного неориентированного материала, соединенных фибриллами ориентированного полимера. В том, что пористый материал, соединяющий фрагменты недеформированного полимера, ориентирован, легко убедиться, изучая процесс растяжения полимера в адсорбционно-активной среде с помощью поляризационного микроскопа. На рис. 1.8 показан ряд таких микрофотографий, отображающих различные стадии деформации полимера. Хорошо видно, что в процессе растяжения все больше количество полимера переходит в ориентированное состояние за счет расходования неориентированной части образца. О молекулярной ориентации деформированного полимера свидетельствует его сильное двулучепреломление. Рассмотрим подробнее морфологию возникающих микроразрывов. [50]
Другим параметром, который резко влияет на характер разрушения, является ориентация. Если полимерный материал нагревается выше температуры перехода в стеклообразное состояние, растягивается в одном направлении на несколько сотен процентов и, наконец, охлаждается до комнатной температуры, оставаясь под действием напряжения, то полимерные цепи сохраняют приданное им не случайное распределение конформаций: более высокая степень ориентации наблюдается вдоль направления вытяжки. Этот эффект может выражаться весьма резко. Площадь под кривой напряжение - деформация, являющаяся приближенной мерой прочности тела, может оказаться почти в 20 раз больше для соответствующим образом ориентированного образца по сравнению с неориентированным материалом ( см. гл. [51]
 |
Кривые растяжения образцов ПЭТФ, растянутых в н-пропаноле и высушенных в свободном состоянии ( 1 и с фиксированными размерами ( 2. Скорость. [52] |
Начиная с некоторого уровня напряжений, эта сетка начинает разрушаться, и фибриллы под действием внешнего напряжения разобщаются, разворачиваются и взаимно ориентируются. Этому процессу соответствует сильное уменьшение модуля и появление второго предела текучести на кривой растяжения. По достижении удлинения, полученного в первом цикле, все фибриллы в структуре микротрещин оказываются взаимно ориентированными, что приводит к ориентационному упрочнению материала микротрещины. Это упрочнение проявляется в увеличении модуля ( рис. 2.16, кривые / - 5) перед выходом кривой растяжения на плато. Дальнейшее растяжение приводит к переходу неориентированного материала в макроскопическую шейку. Часть механической энергии деформации на первых стадиях растяжения расходуется на преодоление поверхностных сил при разобщении скоагулировавших фибрилл полимера. Характер кривой повторного растяжения полимера, предварительно подвергнутого холодной вытяжке в ААС, во многом определяется коагуля-ционной структурой, образующейся при удалении жидкости. Как видно из рис. 2.18, в этом случае на кривой растяжения отсутствует S-образный участок, связанный с разворачиванием фибриллярных элементов структуры микротрещин, поскольку условия приготовления образца были таковы, что фибриллы в структуре полимера не могли существенно изменить свою форму при повторном растяжении. В этом случае процесс образования шейки начинается в образцах при малых значениях удлинения и не зависит от степени предварительной вытяжки полимера в ААС. [53]
Температура формования листовых термопластов может изменяться в некотором интервале в зависимости от теплофизических свойств самого материала, размеров и формы получаемого изделия. Минимальной температурой формования является та низшая температура, при которой изделие получается без отбеливания на изгибах. Максимальная, или критическая, температура формования - это такая температура, выше которой начинается деструкция нагреваемого материала или провисание листа под действием силы тяжести. В последнем случае возможно также образование складок на стенках изделий из-за температурного расширения и текучести размягченного листа. Температурное расширение составляет - 1 - 2 % во всех направлениях для неориентированного материала. В некоторых случаях материал подвергают предварительной вытяжке, для того чтобы вызванная ею усадка компенсировала расширение листа при нагревании. [54]
Известно, что эффект кристаллизации аморфных полимеров сопровождается появлением на рентгенограмме новых интерференции. Были сняты обычным способом текстурная диаграмма вытянутого на 180 % в растворе гидратцеллюлозного волокна и рентгенограмма того же волокна, но искусственно приведенная к картине рассеяния изотропного волокна. Благодаря этому рентгеновские интерференции, характерные для текстуры, описывают на пленке дуги, аналогичные дебаевским кольцам неориентированного материала. [55]
При постоянной скорости движения одного из концов образца происходит деформирование наиболее податливой его части. Она деформируется упруго, что сопровождается ростом напряжений. Параллельно этому происходит незначительный переход материала в шейку, чем в рассматриваемой приближенной схеме можно пренебречь. Когда напряжения достигают некоторого предельного ( максимального) значения, реализуются условия, определяющие возможность резкого перехода неориентированного материала в шейку. Этот момент аналогичен достижению предела текучести в упругопластичиых средах. Поэтому по достижении максимума напряжения начинается и интенсивно развивается процесс перехода в шейку Этому отвечает резкое образование прозрачной полосы в шейке. Очень быстрое деформирование связано с интенсивными тепловыделениями, что приводит к описанному выше локальному скачку температуры. [56]
 |
Электронные микрофотографии образцов ПММА с 20 % ( масс. пластификатора ( дибутилфталата, растянутых на 25 % в - пропаноле и высушенных с фиксированными размерами а и в свободном состоянии ( б. [57] |
При удалении активной жидкости из образца, усадка которого предотвращена, также наблюдается укрупнение фибриллярных структурных элементов микротрещин ( рис. 2.3, г), что проявляется в стягивании к центру экваториального рефлекса. Однако в отличие от рассмотренного выше образца полимера, претерпевшего усадку ( см. рис. 2.3, s), хорошо сохраняется меридиональный рефлекс, свидетельствующий о том, что смыкания стенок микротрещин не произошло. Не менее важную информацию дает метод малоуглового рентгеновского рассеяния и о структурных перестройках, происходящих в полимере, деформируемом до высоких значений деформации. Рентгенограмма получена от образца, находящегося в ААС в зажимах растягивающего устройства. Главным отличием этой рентгенограммы от рентгенограмм, полученных от образцов ПЭТФ, растянутых до небольших удлинений, является отсутствие меридионального рефлекса, связанного с рассеянием рентгеновских лучей от стенок микротрещин. Исчерпание неориентированного материала приводит к исчезновению межфазных границ, характерных для стенок микротрещин, в связи с чем не наблюдается связанного с ними характерного диффузного рассеяния на меридиане рентгенограмм. [58]
Страницы: 1 2 3 4