Hóa lý polymer - Chương 5

Tài liệu tham khảo giáo trình Hóa lý polymer - Chương 5: Độ bền cơ học của polymer
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Hóa lý polymer - Chương 5 Chæång V: ÂÄÜ BÃÖN CÅ HOÜC CUÍA POLYMERI. Khaïi niãûm: Âäü bãön laì khaí nàng cuía váût cháút chäúng laûi sæû phaï huyí cuía læûc cå hoüc, âæåüc âàûctræng båíi æïng suáút taûi âoï máùu bë phaï huyí vaì goüi laì æïng suáút phaï huyí hay æïng suáút keïo(tensile stren). Âån vë : Kg/Cm2 hoàûc Kg/mm2. ÆÏng suáút keïo âæåüc xaïc âënh tæì âæåìng cong coï æïng suáút biãún daûng. Âoï laì æïng suáút taûiâoï máùu bë phaï huyí vaì goüi laì âäü bãön giåïi haûn. Âäúi våïi polymer ràõn giaï trë naìy tæì 500 ÷1000Kg/Cm2. Âäúi våïi polymer âäü bãön cå hoüc chè xuáút hiãûn taûi mäüt giaï trë troüng læåüng phán tæí xaïcâënh naìo âoï. Khi tàng âäü truìng håüp thç luïc âáöu âäü bãön tàng vaì sau âoï âatû giaï trë khäng âäøitaûi n≈600. Træåïc âáy ngæåìi ta cho ràòng sæû phaï huyí váût liãûu chè xaíy ra khi æïng suáút taïc duûng âaûtgiaï trë cuía æïng suáút giåïi haûn. Sæû phaï huyí khäng xaíy ra khi æïng suáút khäng taïc duûng nhoíhån æïng suáút giåïi haûn. Nhæng thæûc tãú táút caí caïc váût liãûu bë phaï huyí nãúu taïc duûng lãn máùumäüt æïng suáút nhoí hån giaï trë giåïi haûn nhæng våïi thåìi gian keïo daìi 1 Âäü bãön 2 (n) 1 : âäü bãön cuía polymer maûnh nháút 2 : âäü bãön cuía polymer yãúu nháút Váûy âäü bãön phuû thuäüc vaìo thåìi gian taïc duûng. Sæû phuû thuäüc cuía âäü bãön vaìo thåìi gian dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng ténh goüi laì sæû moíiténh. Dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng âäüng goüi laì sæû moíi âäüng. Caí hai khaïi niãûm naìy âæåüc goüichung laì âäü bãön láu. Khoaíng thåìi gian tæì luïc bàõt âáöu taïc duûng læûc âãún khi máùu bë phaï huyí goüi laì âäü bãön láucuía váût liãûu. Âäü bãön láu phuû thuäüc vaìo æïng suáút taïc duûng theo cäng thæïc: τ = A.e-α.σ τ : âäü bãön láu (thåìi gian) σ : æïng suáút A,α : hàòng säú, phuû thuäüc vaìo loaûi váût liãûu lgτ 2 3 1 (σ) 1 : cao su buna N (khäng coï C) 2 : cao su buna S (khäng coï C) 3 : PS Sæû phuû thuäüc cuía âäü bãön láu vaìo nhiãût âäü vaì æïng suáút nhæ sau: U 0 −γ .σ ∆U τ = τ 0 .e = τ 0 .e KT KT U 0 − γ .σ ∆U Suy ra: log τ = log τ 0 + = log τ 0 + 2,303KT 2,303KT Sæû phuû thuäüc naìy âæåüc biãøu diãøn bàòng âäö thë nhæ sau: (caïc âæåìng thàóng naìy càõt nhau taûi mäüt âiãøm) (s) 450C 700C Log τ 950C 200C σ (PS) K :hàòng säú boltzmann τ0 : Thåìi gian thæûc hiãûn mäüt dao âäüng cuía nguyãn tæí trong cháút ràõn (khoaíng 10-12 âãún 10-13 giáy) U0: Thãöm hoaût hoïa ban âáöu (âæåüc xaïc âënh khi caïc liãn kãút trong maûch chênh bàõt âáöu bë biãún daûng). Giaï trë naìy bàòng nàng læåüng liãn kãút hoïa hoüc trong maûch chênh (âån vë:Kcal/mol), noï khäng phuû thuäüc vaìo cáúu truïc cuía Polymer. γ: noïi lãn aính hæåíng cuía mæïc âäü keïo càng lãn thåìi gian säúng cuía Polymer. Mæïc âäüaính hæåíng naìy ráút nhaûy våïi cáúu truïc cuía Polymer vaì âæåüc goüi laì hãû säú nhaûy caím cáúu truïc.γ cho biãút täúc âäü giaím cuía U0 ( ∆U ) khi tàng σ. Cuìng mäüt giaï trë ∆U nhæng khi γ caìngtháúp thç σ caìng cao (∆U = U0 - γ.σ: goüi laì nàng læåüng hoaût hoïa cuía sæû phaï huíy nhiãût, noïxaïc âënh täúc âäü phaï huíy nhiãût. Coìn âæåüc goüi laì thãöm thãú nàng hiãûu duûng) Giaï trë ∆U phuû thuäüc vaìo sæû tæång taïc giæîa caïc nguyãn tæí. Noï coï thãø âæåüc xaïc âënhtæì âäö thë haìm säú: ∆U 1 log τ = log τ 0 + * 2,303K T Bàòng thæûc nghiãûm ta veî âæåüc caïc âæåìng thàóng biãøu diãùn sæû phuû thuäüc cuía logτ vaìo1/T åí caïc æïng suáút taïc duûng khaïc nhau. Tæì caïc âæåìng thàóng naìy ta suy ra âæåüc logτ0 vaìcaïc ∆U æïng våïi caïc æïng suáút khaïc nhau. logτ σ = 20kg/mm2 σ = 40kg/mm2 σ = 60kg/mm2 ...