Đề tài độ bền cơ học của polymer – Tài liệu text

Bài viết Đề tài độ bền cơ học của polymer – Tài liệu text thuộc chủ đề về Giải Đáp Thắc Mắt thời gian này đang được rất nhiều bạn quan tâm đúng không nào !! Hôm nay, Hãy cùng Hàng Nhật Cao Cấp tìm hiểu Đề tài độ bền cơ học của polymer – Tài liệu text trong bài viết hôm nay nhé ! Các bạn đang xem nội dung : “Đề tài độ bền cơ học của polymer – Tài liệu text”

Thông tin chi tiết về Đề tài độ bền cơ học của polymer – Tài liệu text


Xem nhanh
Bài trình bày giới thiệu khái quát về cơ học đá trong xây dựng, về tính chất cơ học của khối đá và mặt yếu trong khối đá cùng cách xác định, tóm tắt về các phương pháp nghiên cứu và mô phỏng trong cơ học đá.

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (215.72 KB, 11 trang )

HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMERĐỀ TÀIĐỘ BỀN CƠ HỌC CỦA POLYMERGVHD:Ths. Cao Văn DưNhm SVTH Lớp 08ch111:Đặng Đức ThiệnPhạm Văn TrìnhNguyễn Thị ThuV Xuân TrungNguyễn Anh Tuấn1Mục Lục2

ĐỘ BỀN CƠ HỌC CỦA POLYMERI.CÁC KHÁI NIỆMĐộ bền là khả năng của vật chất chống lại sự phá huỷ của lực cơ học, đượcđặc trưng bởi ứng suất tại đó mẫu bị phá hủy và gọi là ứng suất phá huỷ hay ứngsuất kéo . Đơn vị là Kg/cm2hoặc Kg/mm2Độ bền giới hạn ứng với ứng suất tại đó mẫu bị phá hủy σmax. Như vậy cóthể coi σmaxlà giá trị lý thuyết σltcủa độ bền cơ học :

σmax=σ=bD/2D: năng lượng phân ly của liên kếtb: hằng số đối với liên kết đã choĐối với polymer độ bền cơ học chỉ xuất hiện tại một giá trị trọng lượngphân tử xác định nào đó.Khi tăng độ trùng hợp thì lúc đầu độ bền tăng và sau đó đạtgiá trị không đổi tại n ~ 600Sự phá huỷ không xảy ra khi ứng suất tác dụng nhỏ hơn ứng suất giớihạn.Nhưng trên thực tế tất cả các vật liệu bị phá huỷ nếu tác dụng lên mẫu một ứngsuất nhỏ hơn giá trị giới hạn nhưng với thời gian kéo dài.3Vậy độ bền phụ thuộc vào thời gian tác dụngSự phụ thuộc của độ bền vào thời gian dưới tác dụng của tải trọng tĩnh gọilà sự mỏi tĩnh , dưới tác dụng của tải trọng động gọi là sự mỏi động.Cả hai kháiniệm này được gọi chung là độ bền lâu hay tuổi thọ của polymer , kí hiệu là τKhoảng thời gian từ lúc bắt đầu tác dụng lực đến khi mẫu bị phá hủy gọilà độ bền lâu của vật liệu.Độ bền lâu phụ thuộc vào ứng suất tác dụng theo công thức:τ độ bền lâuσ là ứng suấtA và α là hằng số phụ thuộc vào bản chất vật liệuSự phụ thuộc của vào nhiệt độ và ứng suất như sau:Suy raSự phụ thuộc này được biểu diễn bằng đồ thị sau (các đường thẳng này cắtnhau tại một điểm )Sự phụ thuộc tuổi thọ của polystyren vào ứng suất ở các nhiệt độ khác nhau4..Aeαστ−=. .o oe eγσττ τ∆= =UUo -KT KTlog logoττ∆= +U2,303KTU:Thềm hoạt hóa ban đầu(được xác định khi các liên kết trong mạch chínhbắt đầu biến dạng).Giá trị này bằng năng lượng liên kết hóa học trong mạch chính(đv:Kcal/mol), nó không phụ thuộc vào cấu trúc của polymer.γ:là hệ số xác định tính bền của vật thể rắn. Nói lên ảnh hưởng của mức độkéo căng lên thời gian sống của polymer.Mức độ ảnh hưởng này rất nhạy với cấutrúc của polymer và được gọi là hệ số nhảy cảm cấu trúc. γ cho biết mức độ giảmcủa Ukhi tăng σ.Cùng một giá trị ∆U nhưng khi γ càng thấp thì σ càng cao.τ: là thời gian thực hiện một giao động của nguyên tử trong chất rắnkhoảng 10-2÷10-3giây.K : hằng số BoltzmannGiá trị ∆U phụ thuộc vào sự tương tác giữa các nguyên tử.Nó có thể đượcxác định từ đồ thị hàm số:Bằng thực nghiệm ta vẽ được các đường thẳng biểu diễn sự phụ thuộc củalogτ vào 1/T ỏ các ứng suất tác dụng khác nhau.Từ các đường thẳng này ta suyđược logτvà ∆U ứng với các ứng suất khác nhau:5Tiếp tục lập đồ thị sự phụ thuộc của ∆U vào ứng suất tác dụng rồi suy ra γvà Utừ đồ thị (là độ dốc đường thẳng đồ thị)II.PHÂN LOẠI• Độ bền kéo.• Độ bền uốn,độ bền nén.• Độ bền va đập.• Độ bền kết dính.• Độ cứng.• Độ bền mài mòn.• Độ bền nhiệt và độ kháng ẩm.• Độ căng bề mặt….• Độ bền mỏi

Độ bền uốn là ứng suất thấp nhất làm biến dạng vĩnh viễn cho một vật liệuxem xét.Độ bền nén là giới hạn ứng suất nén làm vật liệu bị biến dạng hay phá huỷ.Độ bền kéo là giới hạn lớn nhất của ứng suất kéo làm đứt vật liệu xem xét.6Độ bền mỏi là số đo độ bền của vật liệu hoặc thành phần chịu tải trọng cóchu kỳ, và chúng thường khó xác định hơn sơ với các độ bền có tải trọng tĩnh. Độbền mỏi được xem như là cường độ ứng suất hoặc phạm vi ứng suất, thông thườngvới ứng suất trung bình ‘số không’ thì phù hợp với số chu kỳ phá huỷ vật liệu.Độ bền va đập là khả năng chịu đựng của vật liệu khi chịu các tải trọng vađập đột ngột.III.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ BỀN CƠ HỌC• Ảnh hưởng của sự định hướng• Ảnh hưởng của kích thước và hình dạng cấu trúc trên phân tử• Ảnh hưởng của mật độ liên kết ngang• Ảnh hưởng của chất độn3.1.Ảnh hưởng của sự định hướngMột trong những phương pháp thông dụng làm thay đổi cấu trúc vật liệupolymer để tăng độ bền là kéo nó trong quá trình gia công. Điều này sẽ làm địnhhướng mạch và cấu trúc siêu phân tử.ε theo chiều định hướng nhỏ hơn ε theo chiều vuông góc với chiều địnhhướngVậy tính chất cơ học của polymer định hướng là bất dẳng hướng.Điều này

do sự định hướng của các dãy gây ra.Các Polymer có sự định hướng chặt chẽ có độ bền cao hơn rất nhiều so vớicác polyme không định hướng .Polymer sau khi được định hướng sẽ cho độ bền rấtcao, có thể tương đương độ bền một số loại thép.Trong khi tỷ trọng của Polymer chỉbằng1/8 của thép, nên độ bền tính theo một đơn vị khối lượng thì độ bền củaPolymer có thể cao gấp 4 lần thép.Sự định hướng còn làm tăng khả năng kết tinh của một số loại polymer.Cao su kết tinh có tính bền cao hơn so với cao su không kết tinhĐộ bền đứt của tơ7Tơ Độ bền đứt,Kg/cm2

Tơ Độ bền đứt, Kg/cm2Sợi viscozơĐịnhhướngkhôngđịnh hướngTơ axetatĐịnhhướngKhôngđịnh hướng1600÷78001600÷18001600÷60001600÷1800

Tơ tằmLenTơ clorinTơ capronTơ lapxan3000÷50001500÷19002900÷40005000÷72005200÷80003.2. Ảnh hưởng của kích thước và hình dạng cấu trúc trên phân tửKích thước và hình dạng của cấu trúc trên phân tử có ảnh hưởng rất lớn đếntính chất cơ học của Polymer.Các polymer có các tinh thể hình cầu (pherulites) nhỏ sẽ bền hơn cácpolymer có các splerulites lớn hơn, do sự phá hủy và nứt xảy ra trên bề mặt phânchia của các sphrulites.Khi nghiên cứu polyeste đi từ acid isophthalic và phenolphthalein 2 loạicấu trúc dạng cầu và dạng sợi thì người ta nhận thấy độ bền va dập của mẫu có cấutrúc dạng sợi từ 6÷10 Kg/cm2,trong khi đó độ bền va đập của mẫu có cấu trúc dạngcầu chỉ 2 ÷3 Kg/cm2.3.3. Ảnh hưởng của mật độ liên kết ngangTrước đây người ta cho rằng plymer mạng lưới là tập hợp các đại phân tửvới liên kết ngang hóa học giữa chúng.Mật độ liên kết ngang được xác định bởicông thứcN:Mật độ liên kết ngang8v: Tổng số molV:Thể tích mẫuρ: Tỷ trọng của polymerMnc: Phân tử lượng của dãy mạng lướiNgày nay người ta cho rằng liên kết ngang không chỉ hình thành giữa cácđại phân tử mà giữa các cấu trúc trên phân tử.Vì vậy Mncchỉ có giá trị trung bình vànó cho biết giá trị của mật độ liên kết ngang:Mncgiảm suy ra v/V tăng dần dẫn đếnmật độ liên kết ngang tăng.Khi trong polymer vô định hình mật độ liên kết ngang tăng dần đến tínhđàn hồi giảm và Tgtăng.Sự thay đổi độ bền của polymer vô định hình theo mật độ liên kết ngangnhư sau

Bản chất của sự phụ thuộc độ bền vào mật độ liên kết ngang là do ảnhhưởng của mật độ liên kết ngang đến sự định hướng và quá trình kết tinh xảy ratrong khi biến dạng của polymer.3.4. Ảnh hưởng của chất độn9Có 2 loại : chất độn hoạt hoá và chất độn không hoạt hoá. Chất độn hoạthoá làm tăng tính bền cơ học của polyme, còn chất độn không hoạt hoá thì ngượclại.

Khi cho thêm chất độn vào tạo nên lực kết dính giữa các phân tử polymevà lực bám dính giữa chất độn và polyme. Ở những chỗ có chất độn tạo nên nhữngnốt giữa các mạch với nhau và tăng thêm sự tham gia của các lực hoá trị trong quátrình phân huỷ mẫu.Tác dụng của chất độn còn thể hiện ở khả năng làm tăng cường tính bền dolàm cho sự phân tán ứng suất ở các vùng nứt rạn, sự phục hồi ứng suất và phân bốlại ứng suất cho một số lớn trung tâm làm tăng vết rạn. Các vết rạn đang phát triểnvì có tiểu phân chất độn mà ngừng phát triển.Yêu cầu độn hoạt tính:• Có ái lực đủ mạnh với polymer• Có độ bền cơ lý hóa• Cấu trúc phải có độ xốp và kích thước nhất định10IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO1.Phan Thanh bình(2002),Hóa Học và Hóa lý Polymer,NXB Đại Học QuốcGia TP Hồ Chí Minh.2.Nguyễn Hữu Niếu,Trần Vĩnh Diệu(2004),Hóa Lý polymer,NXB Đại họcQuốc Gia TP Hồ Chí Minh11



Các câu hỏi về độ bền cơ học là gì


Nếu có bắt kỳ câu hỏi thắc mắt nào vê độ bền cơ học là gì hãy cho chúng mình biết nhé, mõi thắt mắt hay góp ý của các bạn sẽ giúp mình cải thiện hơn trong các bài sau nhé

Related Posts

About The Author