Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

85Эшелбн Дж. Континуальная теория дислокации. М.: 1ТЛ, 1903.

2*17 с.

86. Оегап М. 81аИн11са1 сопИшппп 1Ьсот1СЗ. М.У.: 1п1сгзси РиЫ-, 1968. 424 ]>.

87. ВшИаляку И. Оп 1Ьо сЫИс то<1иП оГ вотс Ье1схо8спеоиз нш1та15 //Л. МссЬ. РЬуя. 8о!'и1б. 1905. V. 13, N. 4. Р. 223-227.

88. Рйгпв 11. Л. РгссИс1 юи оГ 1Нс У15С05|1у оГ тиЖ тосЫ виарспзюпн Ггош 1ш»пос1п1 У1зсо5Ну <1п1а / / Тганз. 8ос. Н1кх>1. 1908. V. 12,

N. 2. Р. 281-301.

89.ГгапЫ N. Л., Лстчэв Л. Он 1Ьс лпзеозНу оГа сопсспЬтп1с<1 5изрепз1

о! боИ|1 зрЬегез / / Скот. [л^. 5п. 1967. V 22. Р. 847-857.

90.Ссп1 Л. 1писЦ|;у Р. В. 1п1сгпа1 П1р1игс оГЬоп<1сс1 гиЬЬег суНпс1еге 1п 1сп51оп / / Ргос. Ноу. Зое. (Г,ош1оп). 1959. V. 249, &ег. Л. Р. 195204.

91.НвзЫи 2., ЯМ-пкпши 3. Оп зошс уапаИопа! рг1ис1р1сз ш агтоЬго-

рк ац4 попКот одепоен15 еЬзЦеНу / / Л. МссЬ. РЬуз. 8оН<15. 1992.

V.10, N. 4. Р. 335-349.

92.НпаЬш 2., 81)1гНсшап 8. А уапаГюпа! арргоасЬ 1о Юс ЬЬсогу оГ Иге с1аз11с ЬсЬнуюнг оГ тиШрЬауе та1спа1з Ц Л. МссЬ. РЬув. 8о1к18. 1Ш. V. 11, N. 2. Р. 128-140.

93.НазМп X., ЗЬЫкпшп 8 . Соп<1ис1т1у оГ ро!усгуз1а1з / / РЬуз. Лсу. 1963. V. 130, N. 1. Р. 129-138-

94.НазМп 2. УапаИона! ргшс>р]с5 оГЫавИсИу т 1ет15 оПЬе ро1апга-

Воп 1спбог / / 1пС. Л. Еп^. 8сь 1967. V. 5, N. 2. Р. 213-223.

95.№11 А. А зс1Г-со1к31Б1сп( тссЬашсб о!сотрозНс таЬсНак / / Л. МссЬ. РЬуя. 8оМс1в. 1965. V. 13, N. 5. Р. 213-222.

96.Кхопег Е. Е1и$1к то<1||Ь оГ рсгГссИу 1.Ь5огс1еге<1 сотрозНе ша1епа1я Ц Л. МссЬ. РЬуз. Зо1Ыз. 1967. V. 15, N. 5. Р. 319-329.

97.Ктопег Е. Риг1Ьсг аррПсаНоиз оГ 1Ьс 8ув1ста11е СЬсоту оГ гпа1ег1а1з.

«НЬ

еНбопкгш!

со пбШ ч И оп

/ / МссЬ. Сотроз. Ма1ег.

Нессп!

А<1у.

Р го с. ШТДМ 8у т р .,

ШаекзЬиг^, Уа, 16-19 Ли^.,

1982. N,4".,

1983.

Р. 31-46.

 

 

 

98.Кеивз Л. ИсгссЬпип^ с1сг РИеЬ&гспгс уоп М|ьсЫсг1&1а11оп аиГ ОгишЗ <1сг Р1ааИ7д1а(5Ьс<1и1б11пв Гиг Ешкп81а11с / / 2. Лп^сху Ма1Ь. тссЬ, 1929. V. 9, N. 4.8.49-64.

99.Уо^Ы. \У. ЬеЬгЬисЬ <1сг кп1а11рЬу8]к. ВегНп: ТеиЪпег, 1928. 962 8.

ГЛАВА 6

РОЛЬ ПЛАСТИФИКАТОРА В ФОРМИРОВАНИИ СВОЙСТВ

ЭЛАСТОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА

Л. Л. Свистков

"Математика, -как и жернова,— перемолываш лишь то, что под нее попадает. и

 

 

 

 

Дароин

1.

Теория массообиекиых процессов .

. .

256

 

1.1.

Смсск взаимопроникающих кои ннуумои (ылогосхоростная

 

 

среда)

 

257

 

1.2.

Теория твердых растоороп

 

261

 

1.3.

Теория Грина II Надхм

 

262

2.

Основные термодинамически

мы л их следствия

в теории

 

Грина и IIадхи

 

264

 

2.1 . Используемые обозначения

 

264

 

2.2. Первый закон термоди|[аыихн и его следствия

266

 

2.3.

Второй закон термодинамики и его следствия

2Т7

3. Математическая модель поведения пластификатора а неоднород­

 

но нагруженном эластомере

 

279

 

3.1.

Изменение параметров состояния улругоИ среды .

261

 

3.2. Определяющие уравнения процессов

2М

 

3.3. Краткая информация о модели

291

4.

Свойства пластифицированных эластомсрои

291

 

4.1.

Попятно механической несжимаемости среды .

295

 

299

 

4.2. Потенциал слободной энергии полимерно!! сетки

 

4.3.

Потенциал свободной энергии пластификатора .

304

 

4.4.

Краткая лнс]юрмация об описали и свойств смссн

304

 

307

 

4.6.

Объективность описания своИстп среды

 

ЭП

5.

Маесообмеииыс процессы и прочность вулканизма

 

5.1.

Упругие спойсгоа материала

 

311

 

 

 

6.2. СоЛМССТИЛЮСТЬ С ЖИДКИМИ компонентыIII И прочность7С- МЛ

риала

317

6. Заключение

322

7. Список литературы

323

Эластомерные снизующис материалов типа резины содержат жид­ кие добавки — пластификаторы. По спосй физической природе они представляют собой рлстиорптелк эластомероп. Цель использова­ ния пластификаторов состоит и повышении эластичности и пла­ стичности материала в услопних его эксплуатации и переработки. Непременным условием применения пластификаторов является их термодинамическая совместимость с полимером, способность обраэовыиать ксгимныИ раствор. 1'сли количество введенного пласти­ фикатора Iфенышнет концентрацию, соответствующую пределу его совместимости с полимером, избыток пластификатора может иьгделптвся из системы при переработке, хранении и эксплуатации.

Математическое моделирование системы эластомер — пластифи­ катор представляет собой математическую задачу с рядом специфи­ ческих особенностей.

]. Все изменения в ней необходимо описывать относительно элас­ томера (в системе координат, связанной с топками полимера м двигающейся имеете с ними).

2. Наиболее яркие проявления в системе происходят при больших деформациях эластомера (достигающих сотен процентов). Это требует привлечения математического аппарата термодинамики сред (образованных жидким и деформируемым компонентом) с учетом конечных деформаций.

3.Свойства среды, как правило, нс записываются в видь анали­ тических функций от первого, второго и третьего инвариантов меры деформации Коши — Грина, а представляют собой слож­ ные зависимости от главных удлинении точек среды [31, 36]. Эю накладывает некоторые дополни тельные математические особен­ ности.

Влитературе математическому моделированию поведения плпепкфзщиролаиных эластомеров под нагрузкой с учетом процессов

массообмена в неоднородном ноле напряжении посвящено очень ма­ ло работ. Ниже рассмотрипаютсн вопросы построения соответству­ ющей математической модели и обсуждаются условия, когда се при* мепекие необходимо.

В данноН главе; кратко изложены ключевые моменты имеющих­ ся подходов к посг|>ое1111Ю математической модели поведения упру­ гих сред, содержащих жидкие компоненты; подробно приведены вы­ кладки теории Грина и 11одхи с двумя отличительными от оригина­ ла особенностями — осе необходимые уравнения сформулированы в окончательном виде в отсчетноИ конфигурации; выражения термо­ динамических свойств явно зависят от главных упругих удлинений среды (а не от меры деформации); приведены примеры использова­ ния теории для описания термодинамических свойств пластифици­ рованных эластомеров и условия появления в них процессов диф­ фузии пластификатора под нагрузкой.

1.Теории массообменных процессов

Математические модели сред с растворителями провели эволю­ цию от точек зрения на материал как на смесь жидкостей (твердых растворов) до представлен ия о системе взаимопроникающих конти­ нуумов с внутренним взаимодействием. Основы теорий и обзоры соответствующей литературы можно найти в монографиях (1 , 3 ,10, 13, 18] и статьях [21, 22). Математические модели строятся дву* мя способами: а) на основе использования парциальных уравнений поведения каждого компонента материала; б) на базе двух основ­ ных посылок (первого и пторого законов термодинамики) для точек смеси (без привязки к отдельным компонентам) м требования неза­ висимости их от выбора инерциальной системы отсчета. 13 кратком изложении они представлены ниже. О данной главе рассмотрим по­ ведение систем в отсутствие химических реакций, внешних массовых енл н источников энергии.

1.1.Смесн иэлнмапроинкшащих континуумом (миогоскоростшш е р ш )

Обще» точкой зрения на среду, в которой возможны массообменкые процессы, является следующая. Полагоется, что среда нредстаоляет собоИ смесь взаимопроникающих коптипуумов. Б каждой точке пространства могут находиться элементы любого из них. Ка­ ждый из континуумов двигается но споим законам, удовлетворяя уравнениям неразрывности, сохранения импульса и энергии. При этом компоненты смеси активно плпяют друг па друга: обменива­ ются энергией, окаэыпают силовое противодействие друг другу. Эга точка зрении пригодна для описания поведения гомогенных смесей газов, рлетворон и сплавов. Она пригодна также для моделирова­ ния макроскопического поведения суспензий, эмульсий, аэровзвесей, пузырьковых сред, композитов (дисперсные смеси) [10]. О рамках рассматриваемого подхода описываются диффузионные и фильтра­ ционные явления. Данная точка зрения предложена Трусдсллом п подробно изложена п энциклопедии физики [34].

Рассматриваемая среда представляет собой смесь IV + 1 конти­ нуума. Их номера г меняются от нуля до N. Исходные посылки для ии иода необходимых равенств и рамках теории смеси сформу­ лированы п виде соответствующих законов в табл. I. Индекс г у вертикальной черты означает, что производная по времени берется в актуальной конфигурации.

Наиболее важные термодинамические величины (необходимые для дальнейшего обсуждения) и их обозначения приведены ниже:

< — текущий момент времени;

V — произвольно выделенный фиксированныII и пространстве объ­ ем;

5 — поверхность, ограничивающая объем V; п — внешняя нормаль к поверхности 5;

р, — объемная плотность Г-го континуума (масса его п малом эле­ менте среды, отнесенная к объему малого элемента в рассматрипаемыН момент);

У| — скорость движения точек |'-го континуума; Г< — кассовая сила, полпипшаяся в результате действия на а-И кон­

тинуум остальных компонентов смеси (сила внутреннего взаимо­ действия элементов среды);

Источник: https://studfile.net/preview/19960747/