Поведение полимеров при нагружении (диаграммы растяжения)

Аморфный линейный полимер в стеклообразном состоянии способен на довольно большую упругую деформацию – до 20 % (область I на рис. 111, а). Модуль упругости E (tg α) у полимеров намного меньше, чем у металлов. Высокоэластическая деформация может составлять сотни процентов (рис. 111, а, область II). Она происходит за счет разгибания свернутых макромолекул. При дальнейшем увеличении нагрузки начинается смещение макромолекул друг относительно друга. Это – вязко-текучее состояние (рис. 111, а, область III).

При механическом нагружении полимер проходит до разрушения те же стадии, что и при нагреве, только энергию для перехода в новое состояние он получает за счет работы деформирования, а не за счет подвода тепла.

Рис. 111. Диаграммы растяжения полимерных материалов:

а – аморфный линейный полимер; б – термореактивный полимер;

в – кристаллический термопласт

Термореактивный полимер с сетчатой структурой способен испытывать только упругую деформацию, после чего наступает разрушение (рис. 111, б). Такие полимеры имеют большую жесткость E и прочность σ _в, чем термопласты.

Кристаллический полимер при температуре ниже t _кр после равномерной упругой деформации (рис. 111, в, область I) образует местное сужение – «шейку», которая постепенно распространяется на весь образец. При этом идет изменение кристаллической структуры; деформация получается остаточная. Жесткость и прочность кристаллического полимера выше, чем у такого же полимера в аморфном состоянии.

Дата добавления: 2014-01-11