Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

Массовая плотность свободной энергии вулканизма принимает сле­ дующий вид:

/«

=

й

^

( (- т а+1 <‘2 - * - , п < 1 - < ' > )

+

(86)

Поскольку производил» ОТ функции /?1{<д) ко аргументу С* С, точно­ стью до 3% соппадаот с обратной функцией Ланжепела Ь~]((г)

связь периого слагаемого плотности свободной экергин с физической моделью трехмерных сечок из сиободкосочлснсниых цепей [7] очеендна.

Главные компоненты р&шюиссиых напряжений однозначно опре­ деляются потенциалом / 0 П]И! условии независимости плотности Д от деформаций (76). Считаем далее, что нами рассматривается как раз такая система. Подставляя н выражение (75) конкретный пил аргумента & (84), с учетом связи (81) получаем

1п(С.)

При описании изотермических процессов удобно испольэоватьнараметры

Они нс меняют своего значения. В этом случае главные компоненты напряжений определяются формулами

= Р + (> - V )

4.3.Потенциал свободной энергии пластификатора

О качестве плотности свободной энергии жидкой фазы, отне­ сенной к единице ее массы, используем выражение

(88)

где Ду» — химический потенциал растворителя (пластификатора) в естественном состоянии (когда он находится » виде чистой жидко­ сти вне полимера). Ралеметая. (82), (84)-(86) позволяют определить химический потенциал свободной энергии жидкой фазы:

где параметр взаимодействия компонентов материала (параметр Хаг­ гинса) имеет вид

В изотермическом процессе химический потенциал жидкой фазы определяется выражением

—/V = - и, + ПО (|п(*>)-И -у’ + хО -И *) +

4.4. Краткая информация об описании сиоЯсти смеси

Математические выражения, описывающие свойства системы эластомер — жидкость, представлены в табл. 7. Они содержат экс­ периментально определяемые константы а», а*, Ат м , которые ха­ рактеризуют упругие свойства полимерной сетки. Параметр взаи­ модействия компонент системы

X = Х(0, <р)

Таблица 7

СпоИство пллстифниироюаиного эластомера

I. Параметры развернутости клубкоп полимерных цепе14

4

_Ав_ / Д - У о У

2. Условие механической несжимаемости среды

А1А2А3 ~ \ — — = О

1 - у

3.Масеопая плотность свободно!! энергии полимерной сетки

+М ' ) + 1

4.Массовая плотность свободной энергии жидкого компонента

/ . =

ТЛ|

'"<*>) + ~ ~

№ * ) + ^

>Л[

 

Ш|

 

5. Главные компоненты тензора напряжений

1 Ш

= Р +

 

 

 

 

 

Окончание табл. 7

6. Химический потенциал жилкой фазы

 

я -я* » =

- «г,Цр

-4*

НО

( |п(1Р) +

1 - ^ + Х( 1 - - 0 3)

+

■

 

 

 

1 "2/20р@Лу

Е (

 

Д?

 

* 9гЛ|

Д - 0

" (3°

+ 1 - С ;) + Атмс 4 0 ) ) ,

 

 

1=1 \

 

 

 

где

 

 

1

 

 

 

 

 

 

(о1с + <г? + а*)

 

 

 

=

3

 

(параметр Хаггинса) также определяется эмпирическим путем. Наиболее важным случаем дсформирования материала является

его изотермическое иагружен не вдоль одной оси при равенстве на­ пряжений по второй к третьей осям (их значения могут изменяться во времени). Соответствующие такому типу нагружения формулы представлены б табл. 8-

Для практических исследований большое значение имеет следу­ ющей факт. ГТо формулам табл. 8 рассчитываются дне важные си­ туации: а) одноосное сжатие материала вдоль одной оси; б) растяже­ ние материала одновременно по второй н третьей осям одинаковыми нагрузками. Справедливо это для любого изотропного потенциала свободной энергии. В перлом виде нагружения выполняются усло­

вия

 

^ I4 » .

»? = -? = о

Во втором виде нагружения

 

«'1 = 0 ,

 

Однако в обоих случаях деформации А|, Д2| А3 и разность а\ - о \ имеют одинаковое значение. Это позволяет в экспериментах заме­ нять сжатие материала но одной оси эквивалентным растяжением но двум другим осям (внося соотвстствукмцсе изменение в значения

параметра р). Такой прием эамсиы вида нагружения часто исполь­ зуется для экспериментального изучения особенностей одноосного сжатия эластомеров [36].

Дли многих систем н изотермических условиях параметр изаикодействня компонентой материала удоплстворителыгоопысывается лнлсйиоП зависимостью от объемной доли жидкой фазы

* = Хо + АЧР

Поэтому для описания своПст» нулкапизата необходимо эксперимен­ тально определить только дне константы взаимодействия — хо » XI -

4.5.Объективность описания свойств среды

Обычно для описания уи]>угих споПстп эластомеров использует­ ся плотность потенциала снободиой анергии среды э, отнесемноя к единице объема п отсчстпом состоянии:

3 = Р о к + /» |Л

(8 7 )

Она (|юрмулнруется в виде суммы двух слагаемых [25, 26]:

» = эо(0,у>,ем,аг.огз) + э , (68)

где первое является функцией только аргументов 0, <р, о,, а второе зависят от объемной доли жидкой фазы р и температуры 0. При этой параметры а* имеют вид

= А( ( т г ? ) 1 <в9>

Связь выражений (87)-(89) с формулами табл. 7 и 8 очевидна.

Для того чтобы представление плотности свободной энергии э че­ рез слагаемые з а н э* было однозначным, договоримся о следующем. Потребуем» чтобы при значениях параметров а,-, рапных единице, функция э„ равнялась пулю при любых значениях ислични 0 и у>:

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