Đề tài 11 trình bày độ bền cơ học của polymer

GVHD: Th.S Cao Văn Dư Nhóm 12: Phạm Xuân Tùng Nguyễn Thị Bích Tuyền Hồng Thị Cẩm Vân Nguyễn Hồng Thảo Viên Lại Văn Vinh Lớp: 08CH112 NỘI DUNG Khái niệm độ bền Phân loại độ bền học Thông số độ bền Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền học Kết luận Company Logo I: KHÁI NIệM Độ BềN CƠ HọC  Độ bền khả vật liệu chống lại phá huỷ lực học, đặc trưng ứng suất mẫu bị phá huỷ gọi ứng suất phá huỷ ( ứng suất kéo) Đơn vị: Kg/cm2 Kg/mm2  Ứng suất kéo xác định từ đường cong có ứng suất biến dạng  Vật liệu polymer bị phá hủy tác dụng lực học gọi độ bền học polymer II PHÂN LOẠI Nén B Uốn A C Kéo ĐỘ BỀN Va đập E D Mỏi Com pany Logo III: THÔNG SỐ CƠ BẢN VỀ ĐỘ BỀN Độ bền loại polymer khác tùy thuộc vào trạng thái mà polymer tồn  Ví dụ: Polymetylmetacrylat ( PMMA )  Độ bền PMMA trạng thái thủy tinh cao trạng thái chảy mềm đun nóng Điều kiện hình thành cấu trúc ngoại vi có ảnh hưởng lớn đến độ bền polymer  Những trạng thái khác polymer định quy luật phá hủy học polymer  Do xét quy luật phá hủy polymer cần xác định trạng thái polymer  Xong có quy luật chung tất trạng thái mối liên quan độ bền điều kiện phá hủy  Để hiểu quy luật chung riêng vấn đề phá hủy polymer cần hiểu thơng số độ bền  THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN CỦA POLYMER Gía trị ứng suất σ Độ biến dạng cực đại tương đối 1.GÍA TRỊ ỨNG SUẤT  Ứng suất biến dạng ứng suất mẫu bị phá huỷ gọi độ bền giới hạn (σmax)   Ví dụ: polymer rắn giá trị σmax từ 500 ÷1000 kg/cm2 Do σmax giá trị lý thuyết σlt độ bền học : σmax= σlt = bD/2 cháy D: lượng phân ly tìm theo lượng đốt b: số từ liệu quang học  Sự phá hủy xảy tác dụng ứng suất lớn ứng suất nhỏ tùy vào thời gian tác dụng Độ bền giới hạn xác định loại biến dạng : kéo , nén , uốn Tương ứng với loại ứng suất:  Kéo   Uốn  Nén  Độ bền giới hạn phụ thuộc vào nhiệt độ thời gian tác dụng lực biến dạng( tốc độ biến dạng ) ĐỘ BIẾN DẠNG Là giá trị biến dạng cực đại thời điểm đứt mẫu gọi độ biến dạng cực đại tương đối( ε )  ε phụ thuộc vào tốc độ biến dạng nhiệt độ  Căn vào độ biến dạng cực đại tương đối suy luận trạng thái polymer đứt  Đối với vật thể dịn bị đứt ε khơng vượt vài phần trăm  Biến dạng mềm cao ε đạt tới hàng trăm phần trăm hàng ngàn phần trăm  Đối với polymer độ bền học xuất giá trị trọng lượng phân tử xác định Khi tăng độ trùng hợp lúc đầu độ bền tăng sau đạt giá trị không đổi n ~ 600  Trên lý thuyết : phá hủy vật liệu xảy ứng suất tác dụng đạt giá trị ứng suất giới hạn  Trên thực tế: vật liệu bị phá hủy tác dụng lên mẫu ứng xuất nhỏ ứng suất giới hạn với thời gian kéo dài  Độ bền polymer mạnh Độ bền polymer yếu  NHƯ VẬY ĐỘ BỀN CỦA POLYMER PHỤ THUỘC VÀO THỜI GIAN VÀ NHIỆT ĐỘ Jurcov nghiên cứu Jurcov nghiên cứu Sự phụ thuộc độ bền theo thời gian Phương trình : −α σ τ = Ae Slutker nghiên cứu Slutker nghiên cứu Sự phụ thuộc độ bền polymer rắn vào nhiệt độ thời gian Phương trình: Uo -γσ KT o τ = τ e ∆U o KT = τ e ĐỘ BỀN CỦA POLYMER PHỤ THUỘC VÀO THỜI GIAN Sự mỏi động mỏi tĩnh gọi chung độ bền lâu  Độ bền lâu khoảng thời gian từ lúc bắt đầu tác dụng lực đến mẫu bị phá hủy  Độ bền lâu thường xác định giá trị ứng suất gây nên biến dạng không đổi σ = const  Jurcov khảo sát độ bền vật liệu polymer điều kiện chịu tải trọng tĩnh Sự phụ thuộc logarit độ bền lâu vào ứng suất biểu diễn phương trình:  −α σ τ = Ae  A, α số phụ thuộc vào chất vật liệu  σ ứng suất Sự phụ thuộc logarit độ bền lâu vào ứng suất theo quan hệ bậc Sự phụ thuộc logarit độ bền lâu vào ứng suất 1: cao su buna N ( khơng có C) 2: cao su bu na S ( khơng có C) 3: PS ĐỘ BỀN CỦA POLYMER RẮN PHỤ THUỘC VÀO THỜI GIAN VÀ NHIỆT ĐỘ  Mối liên hệ ứng suất đứt , độ bền polymer tải trọng nhiệt độ tuyệt đối T  Trong đó: K: số Boltzmann Uo: lượng hoạt hoá cần phải khắc phục để phân cắt liên kết τ o: số 10-2 ÷10-3 γ: hệ số xác định tính bền vật thể rắn Thí dụ:  Sự phụ thuộc tuổi thọ polystyren vào ứng suất nhiệt độ khác  Suy ra: Giá trị ΔU phụ thuộc vào tương tác nguyên tử  Bằng thực nghiệm vẽ đường thẳng biểu diễn phụ thuộc logτ vào 1/T ứng suất khác từ suy logτo ΔU  IV.Những yếu tố ảnh hưởng đến độ bền học Polymer Độ bền học polymer Độ bền học polymer Yếu tố ảnh hưởng Sự định hướng Kích thước hình dạng cẩu trúc phân tử Mật độ liên kết ngang Chất độn V: KẾT LUẬN Hiện vật liệu polymer sử dụng rộng rãi kỹ thuật Do sản xuất phải ý xem xét yếu tố ảnh hưởng đến độ bền Chính khảo sát tính chất học polymer trước hết phải xét đến độ bền vấn đề liên quan đến  Muốn chế tạo sản phẩm làm vật liệu polymer cần ý độ bền học polymer  TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Niếu, Trần Vĩnh Diệu (2004), Hóa lý polymer, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh •www.tailieu.com.vn ... Khái niệm độ bền Phân loại độ bền học Thông số độ bền Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền học Kết luận Company Logo I: KHÁI NIệM Độ BềN CƠ HọC  Độ bền khả vật liệu chống lại phá huỷ lực học, đặc... đến độ bền học Polymer Độ bền học polymer Độ bền học polymer Yếu tố ảnh hưởng Sự định hướng Kích thước hình dạng cẩu trúc phân tử Mật độ liên kết ngang Chất độn V: KẾT LUẬN Hiện vật liệu polymer. .. dài  Độ bền polymer mạnh Độ bền polymer yếu  NHƯ VẬY ĐỘ BỀN CỦA POLYMER PHỤ THUỘC VÀO THỜI GIAN VÀ NHIỆT ĐỘ Jurcov nghiên cứu Jurcov nghiên cứu Sự phụ thuộc độ bền theo thời gian Phương trình