Лекция 16. Физико-механические свойства частично кристаллических полимеров на примере 1,2 СПБ, JSR-830

Рассмотрим результаты механических испытаний полимера выпускаемой японской компанией JSR-RB под маркой JSR 830. На рис. 16.1 представлены типичные зависимости напряжение-деформация σ-ε для этих полимеров. Они по форме точно совпадают, например, с образцами В-14, что свидетельствует об одинаковом характере механизмов деформации. В целом такие кривые соответствуют стеклообразным или кристаллическим полимерам, но в точке, отмеченной стрелкой, для деформации ε~450 %, происходит образование новой фазы имеющей цвет «молока» - рис. 16.3.

Важным является то, что этот переход не оказывает влияние на режим деформации выше порога σ. При ε~600 % процесс деформации был остановлен и осуществлен сброс напряжений, при этом фаза «молока» сохранялась. В дальнейшем именно эта фаза и была исследована. На рис. 16.1 показана зависимость σ-ε, когда сброс напряжений был осуществлен при ε~420 %, т.е. вблизи перехода. В этой ситуации σ резко растет при относительно малых деформациях. Собственно тоже самое происходит и в самой фазе «молока» рис.16.1. Здесь же показан зависимость гистерезисной кривой σ-ε, из которой следует, что возникшие деформации вплоть до разрушения образца полностью сбрасываются и образец восстанавливает свою форму. Подобное поведение σ-ε не свойственно каким-либо материалам, известным на сегодняшний день.

Остановимся на деталях изображений, приведенных на рис.16.1. Эти микрофотографии получены методом двойного лучепреломления на основе микроскопа «AxioLab.Pol». Они отражают совершенно не типичный характер погасания при повороте пластины с фазой «молоко»: полное погасание происходит в диагональном положении, и, наоборот, полное просветление – в положении 0° и 180°. Такая ситуация может быть следствием одного – наличия двойников в фазе «молока» с 90° границей, ориентированной вдоль растяжения. Фотографии этих двойников приведены на рис.16.5 и соответствуют позиции ε~420 %.

Рассмотрим пластину подверженную деформации сдвига. Введем скорость сдвига G, тогда ε= G(t-t^’), t – время. В нелинейном приближении второго порядка коэффициенты формы квазиизотропной пластины γ^ij отношению к базису единичных векторов e_i имеет вид:

(16.1)

в условиях e₁ параллельного линии сдвига e₂ параллельно к сдвигающейся плоскости, e₁, e₂ не совпадают с главными осями деформации. Тогда из (16.1) для напряжений σ_ij имеем:

(16.2)

или σ₁₁-σ₂₂=μ₀ε², σ₂₂-σ₃₃=0, σ₂₁= μ₀ε, т.е в нашем случае деформация идет по направлению в двойниках. Развёртка

F=F₀*t, (16.3)

где t = 6*10сек = 1мин. F – количество точек = 6

t = время

Рис. 16.1 Зависимость ά-έ для 1,2-СПБ JSR-830 до получения фазы «молоко». Точность измерения составляет 5*10^-4мПа

Рис. 16.2 Рабочая зависимость ά-έ при переходе для фазы «молоко». Точность измерения составляет 5*10^-4мПа

Рис.16.3 Рабочая гистерезисная зависимость ά-έ фазы «молоко». Точность измерения составляет 5*10^-4мПа

Рис.16.4 инженерная зависимость ά-έ ² фазы «молоко». Точность измерения составляет 5*10^-4мПа

Рис.16.5 Прочностная характеристика фазы «молоко». Точность измерения составляет 5*10^-4мПа

а б

Рис. 16.6. JSR RB 830, а) – исходный, б) – после растяжения, (отражение) до фазы молоко ув 5₀^А

а б

Рис.16.7 JSR RB830, а) – исходный, б) – после растяжения, натянутый (отражение) до фазы молоко ув 5₀^А

а

Дата добавления: 2014-01-07