Презентация на тему: ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
План:
Вязкоупругих
Основные сведения о вязкоупругом поведении полимеров
Связь между напряжением и деформацией
Модуль потерь
Фенеменологическая теория вязкоупругих свойств полимеров
Фенеменологическая теория вязкоупругих свойств полимеров
Модель Максвелла
Модел Максвелла
Модель Кельвина- Фойхта
Зависимость вязкоупругих свойств полимеров от частоты и температуры
Рис.3. Частотная теоротическая зависимость и для вязкоупругой среды, которая может быть описана моделью стандартного линейнего вязкоупругого тела.
Рис. 4. экспериментальная частноя зависимость и (2) для полихапровыида получения Ватерманом.
ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
1/15
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 99)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2674 Кб)
1

Первый слайд презентации: ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

Выполнила: Сержанова Группа : 3ФКО Проверенный: Бекешев А.З

Изображение слайда
2

Слайд 2: План:

Основные сведения о вязкоупругом поведении полимеров Феноменологическая теория вязкоупругих свойств полимеров Зависимость вязкоупругих свойств полимеров от частоты и температуры

Изображение слайда
3

Слайд 3: Вязкоупругих

Вязкоупругость- это свойство материалов быть и вязким и упругим при деформации. Вязкие материалы, такие как мед,при сопротивлении сдвигаются и натягиваются линейно во время напряжения. Упругие материалы тянутся во время растягивания и быстро возвращаются в обратное состояние, когда уходит напряжение. У вязкоупругих материалов свойстова обоих элементов, и по существу, проявляют напряжение в зависимости от времени. В то время как упругость обычно является результатом растягивания вдоль кристаллографический плоскостив определенном твердом теле, вязкость является резултатом диффузии атомов или молекул в аморфных материалах.

Изображение слайда
4

Слайд 4: Основные сведения о вязкоупругом поведении полимеров

Одной из замечательных особенностей полимеров являются их резко выраженные вязкоупругие свойства. Вязкоупругое поведение обусловливает уникальный комплекс основных физико-механических свойств полимеров. Известно, что для большинства твердых тел, особенно в случае очень малых деформаций, выполняется закон Гука в его наиболее простой форме: (1) Где σ - напряжение; S- деформация; Е- модуль упругости. Поведение маловязких жидкостей обычно хорошо следует закону Ньютона: = (2) Где – напряжение сдвига; -градиент скорости движения жидкости; η - коэффициент вязкости. В действительности же не существует идеальных нбютоновских жидкостей, полностью лишенных упругости, как и не существует идеально упругих тел, при любых условиях деформирования следующих закону Гука. Все реальные тела в той или иной мере обладают как упуругими, так и вязкими свойствами. Однако вякоупругое поведение многих материалов провявляется слабо, поэтому их обычно относят к одному из перечисленных выше типов тел.

Изображение слайда
5

Слайд 5: Связь между напряжением и деформацией

В случае вязкоупругих тел связь между напряжением σ, изменяющимся по периодическому закону, и деформацией S может быть представлена в виде: σ = E*S (3) Где E*- комплексный модуль упругости, равный E*=Eʹ+ iE ʺ (4) Действительная часть модуля упругости ReE *=E’ получила название динамического модуля упругости, а мнимая часть ImE *=Eʺ называется модулем потерь. Выражение (3) имеет важнейшее значение для описания поведения полимерных материалов при периодическом воздействии. Пусть к телу приложено синусоидально изменяющееся напряжение σ =, где t – время, -круговая частота ( f -число колебаний в 1 с), -амплитудное значение напряжения. В этом случае, если тело обнаруживает линейное вязкоупругое поведение, то деформация будет также изменяеться синусоидально, но будет отличаеться по фазе от наприяжения, S= где – амплитудное значение деформации, а – сдвиг фаз между напряжением и деформацей. В любой момент времени = (5) Изменяющееся по синусоидальному закону наприяжение, не совпадающее по фазее с деформацией, можно разложить на две составляющие, одна из которых будет совпадать по фазе с деформацией, а вторая отличаться на ; отсюда становится понятным смысл величин E’ и Eʺ.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Модуль потерь

Модуль потерь Eʺ представляет собой отношение составляющей напряжения, отличающейся по фазе на от деформации, к величине этой деформации. Модуль потерь Eʺ является мерой той части энергии упругих колебаний, которая превращается в тепло за один период колебаний. Чем больше сдвиг фаз между напряжением и деформацией, тем больше велечина Eʺ. В тех случаях, когда сдвиг фаз между напряжением и деформацией становится небольшим, Eʺ проходит через максимум. Таким образом, Eʺ характеризует диссипацию энергии колебаний в вязкоупругом теле. Абсолютная величина комплексного модуля упругости равна ; с другой стороны, отношение амплитудных значений напряжения и деформации составляет. Сдвиг фаз между напряжением и деформацией обычно задается тангенсом угла механических потерь, который также называют коэффициентом механических потерь.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Фенеменологическая теория вязкоупругих свойств полимеров

Одним из основных параметров, характеризующих вязкоупругое поведение полимеров, является динамические модули упругости, модули потерь, tg, а также скорость и поглощение звуковых волн. Основными задачами теории, описывающей вязкоупругое поведение полимеров, является установление зависимости этих параметров от частоты и температуры, а также зависимости от химического строения и физической структуры. Существует несколькр способов описания вязкоупругих свойств полимеров. Один из них основаны на использовании механических или электрических моделей, т.е. на применении методов электромеханической аналоги, другие- на использовании уравнений последействия Больцмана- Вольтерры. Один из возможных способов описания вязкоупругого поведения полимеров основан на теории упругости и некоторых представлениях термодинамики необратимых процессов. В связи с этим рассмотрим распространение плоской звуковой волны в вязкоупругой теплопроводной среде. Обычно при решении такого рода задач теплопроводностью пренебрегают. Однако при рассмотрении ультразвуковых волн в полимерах в области низких температур теплопроводность имеет существенное значение.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Фенеменологическая теория вязкоупругих свойств полимеров

- =0 (6) - =0 Где U -смещение точек тела при деформацировании (деформация); -скорость частиц среды; - диагональный элемент тензора напряжений; - удельная теплоемкость при постоянном обьеме ; ) - коэффициент теплового расщирения ; -плотность среды; V -удельный оббьем; -изотермический модуль всестроеннего сжатия; - компанента вектора плотности теплого потока ( q=-x, где х-коэффициент теплопроводности ).

Изображение слайда
9

Слайд 9: Модель Максвелла

Механическим аналогом модели Максвелла являются пружина и демпфер (поршень, движущийся в вязкой жидкости), соединенные последовательно (рис. 1). Эта модель иногда используется для описания экспериментов по релаксации напряжений. Если в выражении для дифференционального оператора модуля положить не равным нулю лишь одно значение те, то примет вид: (7) Очевидно, что соотношение точно совпадает с дифференциальным оператором модуля единичной модели Максвелла. Комплексный модуль сдвига для случая периодических процессов имеет вид: (8)

Изображение слайда
10

Слайд 10: Модел Максвелла

Рис. 1. Модель Максвелла Рис. 2. Модель Кельвина- Фойхта

Изображение слайда
11

Слайд 11: Модель Кельвина- Фойхта

В отличие от модели Максвелла, в модели Кельвина-Фойхта пружина и демпфер соединены параллельно ( рис.2.), а не последовательно. Эта модель часто используется для описания ползучести вязкоупругих материалов. Дифференциальный оператор податливости, соответствующий этой модели, нетрудно получить из формулы, положив «мгновенную» податливость иприравив нулю все подливости кроме одной. Тогда : (12) Комплексный модуль упругости для случая преиодических процессов получается (12) в виде : тсюда: (13) таким образом, в случае модели Кельвина-Фойхта динамический модуль упругости не зависит от частоты и tan δ не имеет максимума на кривой tan δ= f( ωτ). Оба эти условия вряд ли могут выполняеться в таких средах, как полимерные материалы, вязкоупругие свойства которых проявляются чрезвычайно сильно.

Изображение слайда
12

Слайд 12: Зависимость вязкоупругих свойств полимеров от частоты и температуры

Зависимость динамического модуля упругости, скорости звука и коэффициента поглощения от частоты определяется выражениями, приведенными выше. Рассмотрим один из наиболее простых случаев- частотную зависимость величин G’, G’’, tg δ и c для вязкоупругой среды, которая может быть описана моделлью линейного стандартного вязкоупругого тела. На рис. 2 представлены частотные зависимости указанных выше параметров,рассчитанные по формулам.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Рис.3. Частотная теоротическая зависимость и для вязкоупругой среды, которая может быть описана моделью стандартного линейнего вязкоупругого тела

Изображение слайда
14

Слайд 14: Рис. 4. экспериментальная частноя зависимость и (2) для полихапровыида получения Ватерманом

Изображение слайда
15

Последний слайд презентации: ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

Спасибо за внимание

Изображение слайда