Кинетика процессов деформации и релаксации в высокоориентированных полимерах

Содержание

ТТг тттлияот-ял пгиттотч тлпттл тгг. отгтпгппа т> тюо rn.TTixrt.Tv nrf ттог>гпалг тэ иштортво iivjuijixiw-'^ui uii-i-j-f'-'iu^- j xu j. w Л xj |juu.im -xx i ta.n. иишшЛЛ xj xlia -IB u ix3″ ттлттехепд y моФйта ттптз TTtiw агрпм праЛао ошшогп^о тттго тгаатоа a^wxa1^ Xjj^y хьх^хч'х1хххд.?х. ши lu^uiutjluxi ¦ Ixj^Jjfx uium ^ w wххП-вхт<*хх*хО j (iijiliuiaiw i Liox «ОТ.ТРЛЛЪГПО-ПТЛ'ОГГ'ПТЛТ^ГЧТЗ QXTTXLIM ТТГЧ ТГОГЛЛСУПОМ TJrnvr ПХ-Х^ТГ /-уГТНГаЦТТ! атTwnxruQ, а ¦огтгра'апгD

XJAJI WX-'X^W"—fj-iJIX'-'XX X. KXjJl-/XjOxAXXXitm j X1U WXfc’u/t/lXJXfc^ ujjfxwux t-ixjfvxuxlxxoijx xjxk i? ItUtxbCi значительно улучшает комплекс их физико-механических характеристик, важнейшими из которых являются прочность, деформируемость, предельная (разрывная) деформация, модуль Юнга, а также их стабильность с течением Бремени и при вариации температуры в широких пределах. Поэтому решение задачи адекватного описания и надежного прогнозирования деформационных и релаксационных (т.е. меняющихся с температурой и временем) характеристик высокоориентированных полимеров в условиях широкой вариации эксплуатационных факторов является актуальной задачей физикохимии полимеров.

В настоящее время широко распространен подход к описанию тгCiгЬгггллотттлт/г тя tio ттоггг>отттлт, т тгаттпсттатхиг^ тэ ттг TrmiflG-pTXLTV илофагшга ттот j'^'-'jjmui i^tffx xxuxxj-Miiittwxxbxjtx xx'-faxjgxiTiw j—'Xнч.а iticj x wJ-juX'-j^i'-ji^b., основанный на использовании peлак с ационных спектров. Несмотря на тяотэппфитгтл п ттитл7~г>ч>т. ттрттофлтэ тл rrmrnwo ттатглпгпапплш /л фллотт оxtexltо amo

BX'—'X-'W W X ХХ^ iU dlfcXX*-' X XJ puu 1U i UiJ ЯХ jXijjj^y X JiXW XXU’fU, 1-/*-' X i-i XXWiX, xmw -X"IXXXXUI4J WiXIjW npttntitsniQ ттсшшг тттпгптт Г TQ 1 ntг т> manomia тгаnофт"тгаттл-ffl- тгпттоитигп

UUJLIUXIU X UUitfiHIW t- X. KJ Л, LIAl Ai X «' «X W XXJIX"f {JJ^W U if X X JtXWl'-/ X JIXJIX J U1? U'UU1LJ используется исследователями для описания деформации и релаксации напряжений в изотропных и слабоориентированных полимерах [1−5]. При попытке qiimo shm я деформации высокоориентированных полимеров на основе релаксационных спектров возникает вопрос справедливости использования классических формул релаксационной

PTTCiTfrp-nrVbflCi фГУГЛТХ ТТГЧПХГП ТТТЛГЛ7 «ПО ТТ Qlf П Q rpATYLI Т> «ргт r>r"Trnn-nTAaXJrpT^T^nT> DXJTTL. T-V

L 5? X-f иЛ’KJtJLXJÍ-X^ pUttiUlliUU X U^iU 4-t XJUUUiUUUpllUXi. I XXpUiJUiUU&ii. полимерных системах не могут быть рассмотрены как независимые по тгртягтганягт Ппагротшг Т1агчлпптпа tjo ттппгптл-ргг^гфтлр тгптто vw тэ ¦ппотзтл'гтлтл

XXW^WUW X WiilDi я XXWi-i X Winjf, XX>J X j-itfl XXLJ x Jfxi xl^ IDiKJ j WXXU’JI-JIX J-l^{-rUiUXJJiXXUXJfX} 5 релаксационного подхода, проблема описания деформационных XSp 3IC Т 8 рШС ТХххС полимеров с высокими степенями ориентационной вытяжки далеко не исчерпана, и, как научный, так и практический, тдигрстог" хг xzciifr рлупоиооФг"а

JMXX X W UW W xii Ч-/ JTu. J-.'UUa'lW X «—»?i. *

Другой подход, развиваемый в представленной работе, заключается в рассмотрении процессов деформации и релаксации в ориэ хх тированных полимерах с ПОЗИЦИЙ физической кинетики. Как известно [61, физическая кинетика изучает микроскопические процессы, лежащие в основе макроскопических явлений, возникающих В СИОТбМЗХ ^ ВЫВ (3 ННЫ X 1×3 состояния равнове СИЯ под действием внешних факторов.

Цель работы состояла в изучении кинетики некоторых неравновесных процессов-ползучести, релаксации напряжений и

ЪЛПТТТТТГа ТПГЕГРО Т}1ЛПГХгГПТТЛПТЗФ7ГПГЪЯТПТищЧ' ТТГ ШЛТ/ГО"П01Г — Т>ПОХТТЛТ/ОХЛТТТТЛ-V ттп 7 Т mWjUjjl *IXi/l ЮХХХ U XJiJlWWX^WW^JIXWXX X JiXj-.'WX*CXXXXXXII.JV XXWtfLeXiVlW? Ji-i-ii. y i. igi? ij i'-zui^ X-?i- XXWjiJ, действием температурного и механического полей. Объектами исследований являлись высокоориентированные полимеры nao тшптттгтп утли/гогтто птслпп пф-nnatrrjra R о о тготттл -паЛг^Фтл xsvn тттд ттп

-xxxufx -Л-ехшл-! lu *'.Ui*x w uiuu’umuia ji цц, ци -xjfi i— X i-Ju или^ши r

1) Экспериментальное изучение релаксации напряжений и модуля Юнга, а также скорости ползучести на начальном и стационарном xmorunvov TTTTFtfT^nffr ттптготгттапгптл- тгтта ттптттлълат^тэ тг

J *i'JUiHiU?l- Abj’JfXXi*-'.SIX XXWvUWJ -iUUiJfi j ¡-XijCi-Л. X^i^.WV/XU'w'wj^JfXWXXX^Xju/WX^UiXXXXXB.^ i.?u"/ufimu^UU xi широких диапазонах вариации температур и скоростей (частот) измерений.

2) Описание полученных зависимостей кинетическими уравнениями и определение их активационных параметров.

3) Изучение кинетики деформации флуктуационно возбужденных

Y-ршгопто пггтлтг пгза oaffr хэ mro тгапро MaTrnniu"rTTaTrirn п ттатtt-tn тзтлапхютзтяст nJixnLEx ги wJ-iai^"-1 лх л-s un’ji/iw mi-ixuj-iv-u?tw"iiwx^ «ii w ^wi/xxixu j^-ii-ii-j j.-.?ri?- -i-Xij-ji. ттлттплш мах^-пппъгптттл-ттаг'х/'тл-т- ттту-чттог>иптз ттофп-пилотттлт^ ух -na тгсдапатттлтл j-J ifliJX’jj-/W 'JX*iWXXJIX UW WXIiJTJLib- ilpJi^UUUUU ^'-„¦j-fW^iTAI-i Г <>“ I ИХ -i/X i. 7' .nt i|i, i, ir i|? .» полимеров.

4) Исследование эффектов, обусловленных вероятностным характером пределения потенциального барьера флуктуационно активированными атомами: статистического разброса значений модуля Юкга обрззцов высокоориентированшх полимеров при многократных измерениях, а т ЗхСЖчЗ з звисимо о *хХх величины модуля от линейных размеров образцов.

5) Установление корреляции между химическим строением мономерного звена, конформацией цепи и особенностями температуркой релаксации модуля Юнга высокоориентированных полимеров.

Научная новизна состоит в приоритете следующих результатов:

1) На основании систематических экспериментальных исследований предложено уравнение, описывающее температурную и временную релаксацию модуля Юнга высокоориентированных полимеров.

2) Показано, что для описания температурной зависимости млтпгтга ТПр-ро тл nvnTir^nwia ттг ттотптогчтптг T5tTnnvnrTiwoxjrriTrn^®QTrtTtjv ттг ттгила-ппт? mwjijjji «jiiil ikjxII r-J Jii w xJU. liuiiiuj iyuuti jLfi3lJuiwuj-fjrxwi.A xxxl’t/xx'xi'fiw-j—- в широком диапазоне температур следует принимать ео внимание гго-пелгггтмапгта г. опттпотта тштттло ouotypt*w ^гатто^лотггпс» nx.-m.TV тгг" ттоЛсихглгё

XAW^J'-UXJi-L1-«?!'-.' J-/XX4J W J^JUl «-iiij-fWjijjWJiWXXJIXW '"1X Х-'X X’XX’X ^ Xi^UtTlUUX UiIliJUULIk. 9± qщпмпр ttpi tirTtortQiTiQ тт’с.'Ш.пл млттан irmawTiD i! r>D-nn тлттегтт*тп-тплил тл X vjrflvD UU Диаиии хиашшш IViW X-ij'-XlVi X XJf LJiib jXi, XJ X^, X — j—i m. ti I 11 j? j др^гтмятяпттшлм N шцешшшт / .

3) Установлена связь между химическим строением тто’сгпп*патптпарпг"а отэагге* пуарфт^г^ттаттртлт ттп ттошто-пот} ггптет^т^лоттттга'й' ттаттгя

Ахч^-и х '* 1 ии^Ди и х Хь ^ц,"^х 1, П"м"1 А д-хч^^/хяхш.*—' 1 хл у х^^хх^л^^тидхЛ^х"^мл. ?л^ххкх макромолекул и частотами фундаментальных (крутильных и деформационных) колебаний.

4) Обнаружена корреляция между кинетикой релаксации модуля Шга высокоориентированных ПОЛШМ8р01 В 1х хОхххб а?1хх?0лх деформации тттгт^гтготттлп'^ТРП тэп^Лтгтотготтму^{опФсгиттттдт} л'-тл^/т.тооп-ичяу пг/аоай тз г"ггсь ттота

Ца/д.^ х их^^иГШи ииии^ о^ъ^Ц'^ххПха^. х/1хх^ ххал. ' хлЛи? V-* ях. хл хи 7 ъяаътгшгп тгатгтг тг шилиришили"-'А в

5) Показано, что статистический разброс значений модуля Юнга образцов высокоориентированных полимеров может быть объяснен вероятностью преодоления флуктуационно активированными атомами потенциального барьера.

Научная значимость работы заключается в том, что в ней связь между кинетикой релаксации модуля Юнга высокоориентированных полимеров в широких диапазонах температур с особенностями их колебтельного спектра, а также определено влияние химического строения полимера на особенности температурной релаксации модуля Юнга высокоориентированных полимеров кесткоцепного строения.

Практическая значимоть работы состоит в том, что предложенные в работе уравнения позволяют прогнозировать механические характеристики высокоориентированных полимеров различного химического строения в широком диапазоне

113М013 Е" ЫМй эксплуатационных параметров (температура, время р. ргопгиапг! тзпо тгоАгочтсгага тттгг ттл&trade- атдтггча хтоттпа’дааитл-а ** ТЯг>ттп ттг. ачга ттотт ттг>вдатгсп.тс> и «па^пта тгглтзоФтяттогплчга чтоттсахпга по г» г>гг/^тз атгнт

-.1х. д.ья.и.дл-" х. ?2. -х>>«/?иишшш!^! ни хллл-нХ кратковременных измерений (экспресс-тестов) в ограниченных диапазонах температур и времен внешнего воздействия возможен тгпптгцпо ила V атгопто пггт^у торот^таттнгг'гптлтг п-птлаигптл-пгсоохгш.т^ ттп ттметр-с* т> области температур от криогенных до температуры плавления и широкой области времен и скоростей внешнего воздействия. Кроме того, описание и прогноз механических характеристик полимерных систем возможен на основе особенностей их колебательных спектров.

Объем и содержание работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и выводов. Работа изложена на 191