Образование - субмикротрещина
Cтраница 2
Явления, связанные с субмикроскопическими трещинами в нагруженных полимерах. После сравнительного детального выяснения процесса образования первичных субмикротрещин в полимерах, естественно, встает вопрос о дальнейшем развитии разрушения с участием этих трещин. Исследования здесь только начинаются. [16]
 |
Реплики с поверхностных ( а и средних слоев ( б полиэфирных. [17] |
Для блочных материалов, для которых отношение поверхности к объему составляет десятые и сотые доли процента, поверхност-ные явления не всегда играют решающую роль в определении свойств материалов. Однако и в этом случае, как будет показано далее, вследствие концентрации внутренних напряжений в поверхностных слоях разрушение материала, сопровождающееся образованием субмикротрещин, начинается с поверхностных слоев. [18]
Показано, что в кристаллических ориентированных полимерах под нагрузкой образуются преимущественно субмикротрещины с линейными размерами / о, равными 10 - 20 им. Стабилизация числа возникающих субмикротрещин объясняется тем, что каждая субмикротрсщина блокируется прочными кристаллическими участками соседних микрофибрилл. Образование субмикротрещин происходит при нагрузках, существенно меньших разрывной, и само по себе непосредственно не приводит к разрушению полимера. Только образование разрушающей ( магистральной) микротрещины и ее рост приводит к разрушению. [19]
Такой вид надмолекулярной структуры напоминает пачечную структуру по Каргину, Слонимскому и Китайгородскому. Если для суперволокон принять хо 3 ( как и для капрона, см. табл. 3.1), то полученное для суперволокна вниивлон значение Ио1 3 2 8 свидетельствует о том, что в нем субмикротрещины не возникают ( 3 1) и его структура более совершенна, чем структура другого суперволокна - вниивсана с к - 7 9, имеющего, по-видимому, начальные микротрещины с 3 2 6 [ этому отвечает длина микротрещин, рассчитанная по формуле механики разрушения ( см. гл. По-видимому, в случае вниивсана в процессе формирования аморфных участков при вытяжке полимера в некоторых из них происходит разрыв перенапряженных цепей с образованием субмикротрещин. Поэтому прочность суперволокна вниивсан не превышает прочности вниивлона, несмотря на то что предельная прочность первого больше. [20]
 |
Схематическое изобра-жение образовавшейся в сплошном материале микротрещины, пронизанной тяжами. [21] |
При растяжении тонких пленок деформация развивается резко неоднородно с формированием начальных дефектов размером порядка 200 А, которые, сливаясь, образуют субмикротрещины в направлении, перпендикулярном оси ориентации. Микротрещины, возникающие в низкомолекулярных образцах, вполне подобны обычным макроскопическим разрывам и представляют собой просто пустоты. Но субмикротрещины, образовавшиеся в высокомолекулярных образцах, выглядят совершенно по-иному, и электронно-микроскопическая картина субмикротрещины оказывается аналогичной схеме, показанной на рис. VI.7. Образование субмикротрещины, пересеченной фибриллизованным материалом, происходит при переходе к молекулярным весам порядка 4 - Ю4, что хорошо согласуется с характерными значениями молекулярных весов, при которых появляется сетка зацеплений макромолекул в полистироле. [22]
В последнее время методом малоугловой рентгеновской дифракции в кристаллических и аморфных полимерах обнаружено возникновение в нагруженном образце множества субмикроскопических трещин [ 16, с. В кристаллических полимерах они возникают в аморфных прослойках. Субмикротрещины ориентированы перпендикулярно растяжению, их размеры порядка десятков нанометров. Установлено, что они образуются за счет протекания цепных свободно-радикальных реакций распада напряженных молекул. Образование субмикротрещин вызывает разгрузку в прилегающих к ним вдоль оси растяжения областях ( порядка сотен нанометров) и повышение напряжения в боковых относительно трещин зонах, что проявляется в увеличении растяжения этих зон. Прослежена кинетика образования субмикротрещин вплоть до разрыва образца. С течением времени их размеры не увеличиваются, но растет их число. Скорость накопления субмикротрещин растет с повышением напряжения. Когда субмикротрещин образуется достаточно много, они начинают сливаться, и в конце концов образуется магистральная трещина, которая, быстро прорастая, приводит к разрушению образца полимера. [23]
Однако и в таких полимерах не всегда удается наблюдать в заметных количествах появление субмикротрещин под нагрузкой. При этом ход кристаллизации обедняет аморфные прослойки и ослабляет их. Во всяком случае, вопросы распространенности субмикроскопических трещин являются одними из первостепенных в дальнейших исследованиях. Однако, разумеется, это не снижает ценности уже полученных данных, которые пока относятся к модельным объектам. Выяснение на этих модельных объектах многих вопросов физики образования субмикротрещин необходимо для дальнейшей разработки. Как уже отмечалось, появление субмикротрещины обнаружено и в аморфных полимерах. [24]
В последнее время методом малоугловой рентгеновской дифракции в кристаллических и аморфных полимерах обнаружено возникновение в нагруженном образце множества субмикроскопических трещин [ 16, с. В кристаллических полимерах они возникают в аморфных прослойках. Субмикротрещины ориентированы перпендикулярно растяжению, их размеры порядка десятков нанометров. Установлено, что они образуются за счет протекания цепных свободно-радикальных реакций распада напряженных молекул. Образование субмикротрещин вызывает разгрузку в прилегающих к ним вдоль оси растяжения областях ( порядка сотен нанометров) и повышение напряжения в боковых относительно трещин зонах, что проявляется в увеличении растяжения этих зон. Прослежена кинетика образования субмикротрещин вплоть до разрыва образца. С течением времени их размеры не увеличиваются, но растет их число. Скорость накопления субмикротрещин растет с повышением напряжения. Когда субмикротрещин образуется достаточно много, они начинают сливаться, и в конце концов образуется магистральная трещина, которая, быстро прорастая, приводит к разрушению образца полимера. [25]
Страницы: 1 2