Đề tài polymer các QUY LUẬT BIẾN DẠNG của POLYMER

Trường: ĐH Lạc Hồng Khoa: CN HÓA - TP • Đề tài polymer: CÁC QUY LUẬT BIẾN DẠNG CỦA POLYMER GVHD: ths.Cao Văn Dư Thành Viên Nhóm 2. Trương Thị Mỹ Hoài 3. Nguyễn Thị Hoài 4. Nguyễn Kiều Minh Khôi 08CH1 08CH1 1. Hoàng Viết Hùng Mục Lục I: Tổng quan về polymer II: Biến dạng polymer 1. Giới thiệu chung 2. Biến dạng dẻo và chảy nhớt 3. Biến dạng đàn hồi cao III: Sự hồi phục 1. Hiện tượng hồi phục 2.Các dạng hồi phục 3. Hiện tượng trễ IV: kết luận I:Tổng quan về polymer • Polymer là gì: Là những chất mà phân tử của chúng gồm những nhóm nguyên tử được nối với nhau bằng những liên kết hóa học tạo thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn. Trong mạch chính của polymer những nhóm nguyên tử này được lặp đi lặp lại và gọi là các mắt xích. Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng thấp hơn được gọi là các oligome. • Polymer được sử dụng phổ biến trong thực tế với tên gọi là Nhựa, nhưng polymer bao gồm 2 lớp chính là polymer thiên nhiên và polymer nhân tạo. Các polymer hữu cơ như protein (ví dụ như tóc, da, và một phần của xương) và axít nucleic đóng vai trò chủ yếu trong quá trình tổng hợp polymer hữu cơ. Có rất nhiều dạng polyme thiên nhiên tồn tại chẳng hạn xenlulo (thành phần chính của gỗ và giấy). II: Biến dạng polymer 1. Giới thiệu chung • Khi có lực ngoài tác dụng vào vật thể và nó bị thay đổi hình dạng gọi là sự biến dạng. Biến dạng chia làm hai loại: biến dạng thuận nghịch và biến dạng không thuận nghịch. • Biến dạng thuận nghịch xảy ra ở những phân tử polymer đã biến dạng và sẽ hồi phục lại sau khi ngừng lực tác dụng của ngoại lực. Những polymer loại này là những polymer đàn hồi và gọi là biến dạng đàn hồi. • Biến dạng không thuận nghịch xảy ra ở những polymer bị biến dạng vẫn giữ nguyên hình dạng đã biến dang sau khi ngừng tác dụng của ngoại lực. Những polymer này là chất dẻo và sự biến dạng này gọi là sự biến dạng dẻo. • Polymer là vật thể có tính đàn hồi và dẻo. khi polymer chịu tác dụng của ngoại lực thì chỉ có một phần đàn hồi trở về trạng thái ban đầu và một phần bị biến dạng. • Để đặc trưng cho sự đàn hồi. Người ta dùng môđun đàn hồi. (E) Môđun đàn hồi: là hằng số đặc trưng cho độ bền của vật liệu (ứng). σ : ứng suất ( kG/cm2 hoặc MP/cm2 ) F : lực tác dụng ( N ) A : tiết diện • Bản chất của sự đàn hồi của polymer là duỗi thẳng những đoạn mạch gấp khúc và sẽ trở lại trạng thái ban đầu khi ngừng tác dụng lực. . 2. SỰ BIẾN DẠNG DẺO VÀ CHẢY NHỚT. Sự chảy của chất lỏng là trường hợp đặc biệt của sự biến dạng dư, tăng liên tục khi tác dụng một ứng suất tiếp tuyến không đổi ở polymer, thường quan sát được sự biến dạng này ở trạng thái chảy lớp mỏng, trong đó chất lỏng chuyển chỗ theo hướng song song của hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau. Chẳng hạn, khi cho chất lỏng chảy qua một lỗ nhỏ hay một ống mỏng, các lớp chất lỏng chảy với tốc độ khác nhau, trong lớp chất lỏng trực tiếp tiếp xúc với thành bình hay miệng lỗ nhỏ sẽ không linh động bằng các lớp chất lỏng ở xa hơn. Sự phụ thuộc tốc độ lớp chất lỏng vào khoảng cách y Theo nhđị luật Newton dùng cho chất lỏng nhớt lý đ tưởng, tốc độ chảy của lớp chất lỏng bằng: v = Với: F_ là giá trò lực tiếp tuyến tác dụng vào lớp chất lỏng chuyển động y _ là khoảng cách từ lớp chất lỏng đứng yên A _ là bề mặt tiếp xúc của lớp η _ là hệ số ma sát nội Giá trò η phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và bản chất chất lỏng. • η 1 A F y • Đặt giá trò ∆v là sự khác nhau về tốc độ của các lớp ∆y là khoảng cách giữa các lớp • Vào phương trình Newton, sẽ được: ∆v = ∆y hay = • Dạng vi phân của phương trình ở giá trò ∆v và ∆y nhỏ vô hạn sẽ là: = • dv/ dy là gradien tốc độ, về bản chất là tốc độ biến dạng của chất lỏng, nó tỷ lệ thuận với ứng su a át trượt và tỷ lệ nghòch với độ nhớt của chất lỏng. η σ tr y v ∆ ∆ η σ tr dy dv η σ tr [...]... nhớt hay dẻo 3 SỰ BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI CAO Xét sự thay đổi ứng suất khi kéo giãn I độ biến giố ng của vùng mẫu polymer dạng cao su vật Ở liệu nhỏ tương ứng với ứng suất nhỏ, sự biến dạng ở giai đoạn này tuân theo đònh luật Hook - ở vùng II, sự biến dạng lớn lại tương ứng với sự thay đổi ứng suất nhỏ, sự biến dạng ở đây gọi là sự biến dạng đàn hồi cao - ở vùng III, sự thay đổi độ biến dạng nhỏ lai tương... được gọi là biến dạng đàn hồi cao cân bằng Kí hiệu là: ε dh , ∞ • • • ε dh ,∞ ε dh , n b ε k ln lớn hơ∞ >ấtdh ,tỳ biến dạng nào trong khoảng thời gian biến dạng ( ) Khi chưa đạt đến biến dạng mềm cao cân bằng thì mẫu polymer có hiện tượng hồi phục gọi là hồi phục biến dạng * Hồi phục ứng suất : Giả sử tác dụng lên mẫu polymer một ứng suất σ 1 làm cho mẫu bò biến dạng ε1 Muốn ε1 biến dạng không đổi... trình biến đổi theo thời gian của Polymer từ trạng thái khơng cân bằng đến trạng thái cân bằng 2 Các dạng hồi phục: • *.Hồi phục biến dạng : Giả sử tác dụng lên mẫu một ứng suất không thay đổi (lực kéo) và nhỏ hơn nhiều so với ứng suất phá hủy thì mẫu đó sẽ dài từ từ ra đến một lúc nào đó thì không dài thêm được nữa Ứng Biến dạng suất Thời gian Thời gian • Độ biến dạng trên một đơn vò chiều dài (biến dạng. .. cất dần lực thì phụ thuộc biến dạng theo ứng suất Biểu diễn ở đường cong số 2 Hai đường biến dạng không trùng nhau gọi là vòng trễ Thực nghiệm cho thấy ở cùng một ứng suất, độ lớn biến dạng tăng khi có ứng suất nhỏ hơn độ lớn biến dạng khi giảm ứng suất và sau khi cất lực hoàn toàn độ biến dạng không về vò trí cũ ban đầu, mẫu không về trạng thái ban đầu gọi là biến dạng dư Các yếu tố ảnh hưởng tới... với nhau dưới tác dụng của ngoại lực Sau một thời gian nào đó, các phân tử mới có đủ thời gian để sắp xếp lại thành trạng thái ổn đònh hơn ( cân bằng) thì ứng suất mới để giữ biến dạng như cũ sẽ giảm đi * Q trình hồi phục & cấu trúc Polymer: • Trong một Polymer có nhiều dạng cấu trúc trên phân tử khác nhau và độ linh động của các cấu trúc này cũng khác nhau Do đó trong một mẫu Polymer sẽ tồn tại nhiều... phục của Polymer lớn nên thực tế Polymer khơng nằm trong này gây ra sự biến đổi tính chất của Polymer Chính điều trạng thái cb • theo thời gian theo xu hướng trở về trạng thái cân bằng Vì vậy trong q trình gia cơng Polymer phải chú ý đến đặc trưng hồi phục này để tránh các hiện tượng nứt, vỡ, kích thước khơng phù hợp 3 Hiện tượng trể: Khái niệm: Hiện tượng trể là một q trình khơng hồi phục hồn tồn của. .. đã biến dạng ở ứng suất σ sau thời gian t nào đó, độ biến dạng ở thời gian t ( εđh,t < εđh,∞ ) và ứng suất tương ứng σt < σ , vì thế khi giữ mẫu đã biến dạng, ứng suất giảm khi đạt cân bằng từ σ đến σt quá trình giảm ứng suất đến giá trò cân bằng goiï là sự hồi phục ứng suất Nếu vận tốc tác dụng lực càng nhanh thì ứng suất để gây ra cùng một độ biến dạng sẽ càng lớn Nguyên nhân: là do khi kéo nhanh các. .. độ dư, hình dạng và diện tích vòng trễ phụ thuộc vào tỷ lệ tốc độ đặt lực và tốc độ biến dạng - Tốc độ đặt và cất lực càng chậm hơn so với tốc độ biến dạng thì hai giá trò ε’ và ε” sẽ càng gần nhau - Nếu tăng và giảm lực nhanh, khi thời gian cho sự phát triển đàn hồi nhỏ, giá trò biến dạng nhỏ, polymer có thể xem như vật liệu cứng Như vậy: khi tốc độ thay đổi ứng suất lớn cũng như nhỏ, các nhánh đường... cấu trúc của vật liệu - Đặc điểm: - Biến dạng rất lớn chỉ với một ứng suất nhỏ - Khi biến dạng vật thể không làm thay đổi thể tích, có nghóa là khoảng cách trung bình giữa các phân tử không thay đổi, độ lớn nội năng không thay đổi - Cần có thời gian để phát triển - Chỉ xuất hiện trong một khoảng nhiệt độ nhất đònh, gọi là khoảng nhiệt độ mềm cao Nguyên nhân: trạng thái cân bằng, mạch uốn dẻo ở dạng gấp... tương đối ở gần nhau, diện tích vòng không lớn Nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ, sự phát triển biến dạng được xúc tiến và rút ngắn biến dạng dư, tác dụng của sự tăng nhiệt độ tương tự như sự giảm tốc độ thay đổi ứng suất Khi giảm nhiệt độ, độ biến dạng chưa kòp phát triển, tác dụng tương tự như khi có tốc độ cao Ý nghĩa của vòng trễ: σ ε1 ε2 ε ε2 Diện tích vòng trễ : Trong đó: 0 ε2 S = ∫ σ 1d ε + ∫ σ 2 d ε . hình dạng gọi là sự biến dạng. Biến dạng chia làm hai loại: biến dạng thuận nghịch và biến dạng không thuận nghịch. • Biến dạng thuận nghịch xảy ra ở những phân tử polymer đã biến dạng và. dụng của ngoại lực. Những polymer loại này là những polymer đàn hồi và gọi là biến dạng đàn hồi. • Biến dạng không thuận nghịch xảy ra ở những polymer bị biến dạng vẫn giữ nguyên hình dạng đã biến. Trường: ĐH Lạc Hồng Khoa: CN HÓA - TP • Đề tài polymer: CÁC QUY LUẬT BIẾN DẠNG CỦA POLYMER GVHD: ths.Cao Văn Dư Thành Viên Nhóm 2. Trương Thị Mỹ Hoài 3. Nguyễn