Модуль упругости и твердость 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Модуль упругости и твердость



При течении тело испытывает сдвиговую деформацию, кроме того, вязкотекучее и высокоэластическое состояния полимера принципиально ничем не отличаются, поэтому для этих условий справедливо соотношение:

 

(3.16)

 

Соответственно и уравнение Муни применимо для описания G наполненных эластомеров. Однако для полимеров, находящихся в стеклообразном или кристаллическом состояниях уравнение Муни дает резко завышенные результаты. Это обусловлено отклонением коэффициента Пуассона (n) матрицы от значения 0,5, характерного для газа, жидкостей и эластомеров. Для жестких полимеров с твердыми частицами модуль упругости можно рассчитать по уравнению Кернера:

 

(3.17)

 

В этом уравнении не учитываются практически никакие геометрические характеристики наполнителя (размер, форма). Поэтому оно справедливо только для сферических частиц при невысоких степенях наполнения.

Более общее уравнение представили Льюс и Нильсен:

 

(3.18)

 

где А, В, y - константы.

 

Константа А учитывает форму и размер частиц наполнителя:

 

(3.19)

 

Константа В учитывает соотношение модулей упругости фаз:

 

(3.20)

 

При большой разнице в модулях упругости полимера и наполнителя, что обычно имеет место, В близок к единице.

Константа y учитывает jm:

 

(3.21)

 

 

Необходимо отметить, что и уравнение (3.18) не работает при приближении концентрации наполнителя к j m.

Предельная деформация

Ход зависимости eр ПКМ от содержания наполнителя (рис. 3.6) носит более сложный характер, чем для упругих свойств (рис. 3.5).

Высокие деформации полимеров при температуре выше температуры хрупкости обусловлены изменением конформации макромолекул. Хаотично ориентированные в трехмерном объеме сегменты макромолекул при деформировании переориентируются в одном направлении. Поэтому eр полимера при наполнении должно уменьшаться пропорционально корню кубическому из объема наполнителя в композите. Для полимеров, находящихся в вязкотекучем или высокоэластическом состояниях, при невысоких степенях наполнения наблюдается зависимость, близкая к предполагаемой:

 

eр» eр1(1-j21/3) (3.22)

 

Однако влияние наполнителя на развитие вынужденно-эластической деформации полимеров (в температурном интервале Тхр < Т < Тст или Тпл), существенно отличается от зависимости (3.22) (рис. 3.6).

 

Рис. 3.6 Типичная зависимость относительного удлинения полимеров при разрыве от относительного содержания наполнителя при Тхр < Т < Тстпл).

 

Развитие вынужденно-эластической деформации происходит только в том случае, если предел текучести полимера s т ниже предела его прочности sр. Наполнитель значительно повышает s т, тогда как sр при наполнении меняется незначительно.

 


Как только предел текучести полимера из-за наполнения достигает его предела прочности, вынужденно-эластическая деформация перестает развиваться, и eр довольно резко снижается (рис. 3.6).



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-28; просмотров: 498; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.213.75.78 (0.018 с.)