CÁC KHÁI NIỆM Độ bền là khả năng của vật chất chống lại sự phá huỷ của lực cơ học, được đặc trưng bởi ứng suất tại đó mẫu bị phá hủy và gọi là ứng suất phá huỷ hay ứng suất kéo.. Vậy độ
Trang 1HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMER
ĐỀ TÀI
ĐỘ BỀN CƠ HỌC CỦA POLYMER
Trang 2Ths Cao Văn Dư
Nhóm SVTH Lớp 08ch111:
Đặng Đức Thiện Phạm Văn Trình Nguyễn Thị Thu Võ Xuân Trung Nguyễn Anh Tuấn
Trang 3CÁC KHÁI NIỆM
PHÂN LOẠI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 4CÁC KHÁI NIỆM
Độ bền là khả năng của vật chất chống lại sự phá huỷ của lực cơ học, được đặc trưng bởi ứng suất tại đó mẫu bị phá hủy và gọi là ứng suất phá huỷ hay ứng suất kéo Đơn vị
là Kg/cm2 hoặc Kg/mm2
Độ bền giới hạn ứng với ứng suất tại đó mẫu bị phá
hủy σmax Như vậy có thể coi σmax là giá trị lý thuyết σlt
của độ bền cơ học :
σmax=σσlt=σbD/2 D: năng lượng phân ly của liên kết
b: hằng số đối với liên kết đã cho
Trang 5Đối với polymer độ bền cơ học chỉ xuất hiện tại một giá trị trọng lượng phân tử xác định nào đó.Khi tăng độ trùng hợp thì lúc đầu độ bền tăng và sau đó đạt giá trị không
đổi tại n ~ 600
Trang 6Sự phá huỷ không xảy ra khi ứng suất tác dụng nhỏ hơn ứng suất giới hạn.Nhưng trên thực tế tất cả các vật liệu bị phá huỷ nếu tác dụng lên mẫu một ứng suất nhỏ hơn giá trị giới hạn nhưng với thời gian kéo dài
Vậy độ bền phụ thuộc vào thời gian tác dụng
Sự phụ thuộc của độ bền vào thời gian dưới tác
dụng của tải trọng tĩnh gọi là sự mỏi tĩnh , dưới tác
dụng của tải trọng động gọi là sự mỏi động.Cả hai
khái niệm này được gọi chung là độ bền lâu hay tuổi thọ của polymer , kí hiệu là
Trang 7Khoảng thời gian từ lúc bắt đầu tác dụng lực đến khi mẫu bị phá hủy gọi là độ bền lâu của vật liệu
Độ bền lâu phụ thuộc vào ứng suất tác dụng theo công thức:
.
τ độ bền lâu
σ là ứng suất
A và α là hằng số phụ thuộc vào bản chất vật liệu
Trang 8Sự phụ thuộc của vào nhiệt độ và ứng suất như sau:
o e o e
Uo -KT KTU
o
2,303KT
U0: là năng lượng hoạt hoá cần phải khắc phục để phân cắt được liên kết
γ:là hệ số xác định tính bền của vật thể rắn
: là hằng số bằng 10-2 ÷10-3
K : hằng số Bolt
o
Trang 9Sự phụ thuộc này được biểu diễn bằng đồ thị sau (các đường thẳng này cắt nhau tại một điểm
Sự phụ thuộc tuổi thọ của polystyren vào ứng suất ở các nhiệt độ khác nhau
Trang 10PHÂN 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
Trang 11CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ BỀN CƠ HỌC
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 độn
Trang 12Ảnh hưởng của sự định hướng
Một trong những phương pháp thông dụng làm thay đổi cấu trúc vật liệu polymer để tăng độ bền là kéo nó trong quá trình gia công Điều này sẽ làm định hướng
mạch và cấu trúc siêu phân tử
Các Polymer có sự định hướng chặt chẽ có độ bền cao hơn rất nhiều so với các polymer không định hướng
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 tinh
Trang 13Ảnh hưởng của kích thướcvà hình dạng cấu trúc trên phân tử
Kích thước và hình dạng của cấu trúc trên phân tử có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cơ học của Polymer
Các polymer có các tinh thể hình cầu (pherulites) nhỏ
sẽ bền hơn các polymer có các splerulites lớn hơn, do
sự phá hủy và nứt xảy ra trên bề mặt phân chia của
các sphrulites
Khi nghiên cứu polyeste đi từ acid isophthalic và
phenolphthalein 2 loại cấu trúc dạng cầu và dạng sợi thì người ta nhận thấy độ bền va dập của mẫu có cấu trúc dạng sợi từ 6÷10 Kg/cm2 ,trong khi đó độ bền va
Trang 14Ảnh hưởng của mật độ liên kết ngang
N=σv/V=σρ/Mnc
N:Mật độ liên kết ngang v: Tổng số mol
V:Thể tích mẫu ρ: Tỷ trọng của polymer
Mnc: Phân tử lượng của dãy mạng lưới
Trước đây người ta cho rằng plymer mạng lưới là tập hợp các đại phân tử với liên kết ngang hóa học giữa chúng.Mật độ liên kết ngang được xác định bởi công thức
Trang 15Sự thay đổi độ bền của polymer vô định hình theo mật
độ liên kết ngang như sau
Ảnh hưởng của mật độ liên kết ngang
Trang 16Bản chất của sự phụ thuộc độ bền vào mật độ liên kết ngang là do ảnh hưởng của mật độ liên kết ngang đến
sự định hướng và quá trình kết tinh xảy ra trong khi
biến dạng của polymer
Ảnh hưởng của mật độ liên kết ngang
Trang 17Ảnh hưởng của chất độn
Có 2 loại : chất độn hoạt hoá và chất độn không hoạt hoá Chất độn hoạt hoá làm tăng tính bền cơ học của polyme, còn chất độn không hoạt hoá thì ngược lại
Khi cho thêm chất độn vào tạo nên lực kết dính
giữa các phân tử polyme và lực bám dính giữa chất độn và polyme Ở những chỗ có chất độn tạo nên
những nốt giữa các mạch với nhau và tăng thêm sự tham gia của các lực hoá trị trong quá trình phân huỷ mẫu
Trang 18TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Phan Thanh bình(2002),Hóa Học và Hóa lý
Polymer,NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.
2.Nguyễn Hữu Niếu,Trần Vĩnh Diệu(2004),Hóa Lý
polymer,NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh
Trang 19Cảm ơn Thầy
và các bạn đã lắng nghe