- •1 .Реология полимеров, основные понятия.
- •2.Главная задача реологии.
- •3.Сдвиговая вязкость, эффект аномалии вязкости.
- •4.Соотношение между сдвиговой и продольной вязкостями.
- •8. Модели идеальных тел;
- •9.Линейные модели вязкоупругих тел;
- •10.Модели вязкопластичных тел.
- •11.Принцип суперпозиции Больцмана.
- •12.Спектры времен релаксации и запаздывания.
- •13.Зависимость вязкости от давления.
- •14.Обобщенная характеристика вязкостных свойств полимеров.
- •15.Вязкоупругие свойства и релаксационные процессы в текучих полимерных системах.
- •16.Установившееся изотермическое течение жидкости: в каналах круглого сечения;
- •17.Между двумя параллельными пластинами;
- •Лекция № 6
- •19.Нормальные напряжения при течении полимеров.
- •20.Эффект Вайсенберга.
- •21.Высокоэластические деформации в расплавах и растворах полимеров.
- •22.Зависимость высокоэластических свойств полимерных систем от молекулярной массы и молекулярно-массового распределения.
- •23. Свободное упругое восстановление струи (Баррус-эффект).
- •24.Дробление поверхности экструдата (“эластическая турбулентность”).
- •25.Экспериментальные методы изучения реологических свойств расплавов полимеров.
- •26.Капиллярные и ротационные вискозиметры, их классификация и характеристика.
- •27.Реологические свойства термореактивных материалов.
- •28. Вязкостные свойства и кинетические закономерности процесса отверждения реакционноспособных олигомеров.
- •29.Основные закономерности и эффекты, сопровождающие процесс деформирования материалов на основе реакционноспособных олигомеров.
- •30.Методы модификации технологических свойств термореактивных материалов.
- •31.Особенности легирования реактопластов.
- •32.Смешение полимеров.
- •33.Понятие об их термодинамической и эксплуатационной совместимости.
- •34. Наполнение полимеров.
- •35. Физические взаимодействия в системе полимер – растворитель.
- •36. Механизм усиления эластомеров и реактопластов наполнителями.
- •37.Особенности свойств дисперсий полимеров.
- •38.Устойчивость и астабилизация дисперсных систем.
- •39.Закономерности формирования изделий из полимерных дисперсий, в частности латексов.
- •40.Теоретические основы адгезии.
- •41.Склеивание и пропитка материалов.
- •42. Теоретические основы проницаемости полимерных систем по отношению к различным жидким и газообразным веществам.
- •43. Диффузия, сорбция, проницаемость: факторы, влияющие на эти процессы.
- •44.Прочность полимерных материалов.
- •45.Теоретическая и техническая прочность.
- •46.Теория Гриффита и кинетическая теория прочности.
- •47. Факторы, определяющие прочность полимеров.
- •48. Динамическая усталость пластмасс и резин.
Лекция № 1.
1 .Реология полимеров, основные понятия.
Реология полимеров – область физики полимеров, изучающая законы деформации тел (течения) под действием внешних сил. Основные понятия реологии: деформация и напряжение. Деформацию тела называют однородной, если координаты частиц деформируемого тела связаны линейным уравнением с их исходными координатами
В отдельных случаях, например, при изотропном расширении (сжатии), простом удлинении и простом сдвиге, деформация может быть определена полностью одним числом:
Наиболее распространенной мерой изотропного расширения (сжатия) является коэффициент объемного расширения (сжатия):
,
где - изменение объема тела;
- первоначальный объем.
Часто используемыми на практике мерами простого удлинения (вида деформации при котором объем тела не изменяется, а его поперечные размеры уменьшаются одинаково во всех направлениях плоскости поперечного сечения) являются мера Каши:
3. Мерой деформации простого сдвига служит величина деформации сдвига . При простом сдвиге происходит перемещение всех точек тела относительно некоторой плоскости , фиксированной в теле, параллельно друг другу и плоскости . Величина перемещения при этом пропорциональна расстоянию от точки до плоскости . По отношению к неподвижной системе отсчета эта плоскость может перемещаться вместе со всеми связанными с ней точками.
Линия перемещения точек относительно плоскости называется линией сдвига. Плоскости, соединяющие точки, которые одинаково смещены относительно плоскости , называются плоскостями сдвига. Величина деформации сдвига равна:
,
где - угол поворота в результате деформации исходной плоскости, нормальной к линиям сдвига в исходном состоянии, т.е. угол определяет уменьшение прямого угла между основанием и боковыми гранями призмы.
Величина - называется тангенциальным напряжением или напряжением сдвига.
Напряжением поверхностной силы в точке, принадлежащей выделенной площадке, называют предел отношения силы , действующей на эту площадку, к ее площади , когда последняя стремиться к нулю: .
Напряжение называется однородным, если его значения во всех точках произвольного плоского сечения тела одной и той же ориентации одинаковы, т.е. если значения напряжения зависят только от ориентации секущей плоскости.
2.Главная задача реологии.
Заключается в установлении количественной связи между деформациями и напряжениями , возникающими под действием внешних сил в различных точках деформируемого тела. Деформации, обусловленные другими причинами, например, нагреванием, поглощением влаги и т.п. реологией не рассматриваются. Поскольку напряженные и деформационные состояния в различных точках тела определяются соответствующими тензорами, количественно, связь между и в общем виде может быть выражена зависимостью: . В эту зависимость могут входить не только сами величины деформаций, но и их производные по времени, временные интервалы и время в явном виде. Такое уравнение называется реологическим уравнением состояния.
Таким образом, задача реологии сводится к определению для различных материалов (сред) вида реологического уравнения и значений его коэффициентов. Последние определяются свойствами материала. К простейшим формам реакции тел на приложенные напряжения относятся: упругость, вязкость, пластичность.
Упругость. Если под действием конечного напряжения деформация в момент его приложения мгновенно принимает конечное значение, однозначно соответствующее приложенному напряжению, и мгновенно исчезает в момент прекращения его действия, то ее называют упругой (идеально). Соответствующее свойство материала называют упругостью, а само тело – упругим.
Течение. Если под действием конечного напряжения деформация тела возрастает во времени непрерывно и неограниченно, а после прекращения действия напряжения остается такой, какой она была в момент снятия нагрузки, т.е. деформация полностью необратима, то такую деформацию называют течением. Различают вязкое и пластичное течение. Вязкое течение происходит под действием любых напряжений, как бы не были они малы, а скорость деформации является однозначной возрастающей функцией действующего напряжения и при его исчезновении обращается в нуль. Идеальное тело, обладающее такой реакцией на приложенное напряжение называют вязкой жидкостью, а соответствующее свойство – вязкостью. Пластическое течение возникает в том случае, когда возрастающее приложенное напряжение достигает некоторого предела и в процессе течения остается постоянным и равным этому пределу текучести независимо от скорости течения. Если напряжение меньше предела текучести, то происходит лишь упругая деформация тела (течение отсутствует). Тело, обладающее описанной реакцией на приложенное напряжение называется пластическим, а свойство – пластичностью.