Упрочнение - полимер
Cтраница 4
При приложении нагрузки деформация вначале происходит за счет деформации аморфных участков микрофибрилл. Когда цепи в аморфных участках выпрямляются, дальнейшая деформация вызывается разрывом перенапряженных цепей при образовании субмикро-трещин, выдергиванием полимерных цепей из кристаллических участков, а также раскалыванием кристаллитов, сопровождающимся относительным перемещением образующихся блоков. Деформация ( ползучесть) происходит и за счет проскальзывания микрофибрилл, что приводит к дополнительной ориентации и упрочнению полимера. [46]
 |
Схема зависимости прочности аморфного полимера от температуры 66. [47] |
На рис. 1.43 показана схематическая кривая прочностных состояний аморфного полимера. До температуры хрупкого разрушения Гхр полимер обладает хрупкой прочностью ахр, слегка понижающейся с ростом температуры; в этом интервале температур предел вынужденной эластичности авэ, показанный штриховой линией, выше хрупкой прочности схр. Выше ТХр в полимере возникает вынужденная эластическая деформация, вызывающая преимущественную ориентацию молекул вдоль оси растяжения и связанное с этим упрочнение полимера. [48]
Учитывая все изложенное, не следует, однако, забывать, что разрыв любого полимерного тела осуществляется через развитие трешин аналогично разрушению любого твердого тела. Существенным отличием полимерных материалов является то обстоятельство, что сама структура материала может изменяться под действием высоких механических напряжений, развивающихся в острие трещины. Эти структурные изменения при таких больших деформациях полимеров ведут, как было показано в этом очерке, к ориентации, а следовательно, к упрочнению полимера в зоне острия трещины. Поэтому если скорость ориентации превышает скорость роста трещины, то такое упрочение остановит рост трещины. Если же скорость ориентации слишком мала, то полимер разрушается. Таким образом, при достаточно быстром силовом воздействии полимер окажется недостаточно прочным ( хрупкое разрушение при ударе), хотя при медленных воздействиях он будет доста точно прочным. [49]
Изменение прочности и других механических свойств пластифицированных полимеров зависит от механизма пластификации. При внутриструктурной пластификации по мере увеличения содержаний пластификатора прочность и модуль упругости полимера уменьшаются, а эластичность возрастает. При межструктурной пластификации о области малых содержаний пластификатора наблюдается некоторое повышение прочности и модуля, которые при дальнейшем добавлении пластификатора уменьшаются Повышение прочности при введении пластификаторов объясняется увеличением подвижности надмолекулярных структур, которые при растяжении ориентируются, что всегда способствует упрочнению полимера. [50]
Тхр кривые ахр - Т и ав - Т пересекаются. Если деформация образца происходит при температурах, превышающих Тхр, то предел вынужденной эластичности достигается раньше ахр. При достаточно больших скоростях хрупкое разрушение может иметь место выше Гхр ( найденной для меньших скоростей) и, наоборот, если деформация осуществляется медленно, то вынужденноэластический механизм наблюдается ниже 7 хр В тех случаях, когда трещины растут быстрее, чем развивается вынужденноэластическая деформация, образец испытывает хрупкий разрыв И наоборот, если скорость вынуж - денноэластической деформации больше, микротрещины сглаживаются вследствие релаксации напряжения и становятся менее опасны - ми Во втором случае растяжение вызывает ориентацию макромолекул, что приводит к упрочнению полимера. [51]
Тхр кривые ахр - Т и ав - Т пересекаются. Если деформация образца происходит при температурах, превышающих Гхр, то предел вынужденной эластичности достигается раньше ахр. При достаточно больших скоростях хрупкое разрушение может иметь место выше Гхр ( найденной для меньших скоростей) и, наоборот, если деформация осуществляется медленно, то вынужденноэластический механизм наблюдается ниже 7 хр В тех случаях, когда трещины растут быстрее, чем развивается вынужденноэластическая деформация, образец испытывает хрупкий разрыв И наоборот, если скорость вынуж. Во втором случае растяжение вызывает ориентацию макромолекул, что приводит к упрочнению полимера. [52]
Изменение вязкости электролитов и рН среды хранения указывает на ионообменный процесс между электролитом и полимером. При химической абсорбции процесс представляет собой обмен ионами. В данном случае вместо абсорбированных катионов Са2 в электролит поступают ионы водорода, а в пресной воде этот процесс идет в обратном направлении. Как показывают данные об изменении прочности полимера в электролите, а также свойств среды хранения, через 10 - 12 сут в статических условиях ионообменный процесс при выбранном соотношении компонентов прекращается. При изменении их процесс взаимодействия между полимером и электролитом возобновляется. По всем показателям наиболее интенсивно ионообменный процесс происходит в течение первых 3 - 5 сут, за которые наблюдается 80 - 90 % всех изменений. Указанное время рекомендуется как оптимальное для ожидания упрочнения полимера в скважине. В условиях обводненных пластов система жидкостей в прпзабойной зоне находится в динамическом состоянии. Можно полагать, что процесс упрочнения коагулята будет происходить более интенсивно за счет непрерывного изменения ионообменной среды. [53]
В частности, эмульсионный способ поликонденсации позволяет получать полимеры с огромной молекулярной массой - до миллиона и более. Повышение температуры в определенных пределах благоприятствует ускоренному течению реакции поликонденсации, достижению равновесия и удалению побочных продуктов. Так, например, фенолоформальдегидный полимер теряет способность растворяться при обычной температуре за 8 - 10 мес. Кроме того, если добавить ускоритель ( кислоту), то отверждение наступает при обычной температуре за 2 - 4 ч с выделением летучих веществ. Или другой пример: меламиноформальде-гидный или мочевиноформальдегидный полимер теряет растворимость при обычной температуре отверждения за 1 - 3 мес и при температуре 130 - 160 С отверждается за несколько минут с выделением летучих веществ ( первый признак реакции поликонденсации), при добавлении же ускорителя ( солей сильных кислот) отверждение наступает при обычной температуре за несколько минут с выделением летучих веществ. Точно так же термореактивные ненасыщенные полиэфиры ( полиметакрилаты) теряют растворимость при обычной температуре за 2 - 3 мес без выделения летучих, а при повышенной температуре ( 80 - 120 С) в присутствии инициатора ( перекиси) от-верждаются за несколько минут. Однако следует учитывать, что отверждение термореактивных смол сопровождается выделением теплоты от 250 до 550 кДж / кг. Так, например, максимум повышения температуры за счет экзотермии при отверждении фурфуролацето-нового мономера ( ФАМ) при катализаторе БСК ( бензолсульфокис-лоты) наступает через 25 - 30 мин, а затем выделение теплоты уменьшается и практически полностью прекращается. Прекращение тепловыделения связано с завершением в основном химического превращения мономера в полимер, хотя процесс химической сшивки и упрочнения полимера и конгломерата на его основе может продолжаться под влиянием внешних тепловых факторов и диффузии химических реагентов из внешней среды. [54]
Страницы: 1 2 3 4