Definice pojmu elastomer a viskoelastického chování polymerů
1. Definujte pojem elastomer
Elastomery lze
obecně považovat za vysoce kondenzované plyny, protože většina dílčích monomerů se vyskytuje v plynném skupenství. Polymerizací vznikají řetězce dlouhých
molekul. Jejich molekulová struktura muže být amorfní, semikrystalická anebo
krystalická.
Kaučuky jsou
typické amorfní polymery s náhodným uspořádáním molekul.
Krystalické
polymery jsou tvrdé a křehké. Semikrystalické polymery vykazují pružné
deformace, tok (creep) i plastické deformace.
Elastomer (pryž) je
výjimečný svou velkou pružnou deformací. V inženýrské praxi je smykový modul
elastomeru definován jako G = nkT, kde n je počet řetězců elastomeru v
jednotkovém objemu, k je Boltzmannova konstanta a T je teplota ve stupních
Kelvina. Mnoho elastomerních materiálu má při stejné teplotě (nad bodem
skelného přechodu) podobné hodnoty smykového modulu G nebo tvrdosti. Teplota a
některé další parametry mají výrazný vliv na jejich vlastnosti. Elastomerní
materiály patří do hlavní skupiny polymeru, které dále rozdělujeme do
podskupina přírodní a syntetické materiály.
2. Co je viskoelastické chování
Viskoelastické chování polymerů
•
Při aplikaci materiálů v praxi
jsou důležité jeho deformační vlastnosti, které vyjadřují vztah mezi vnější
silou a deformací materiálu
•
Mezní případy: 1) ideálně pružné
těleso; 2) ideálně viskózní kapalina
Ideálně pružné
těleso
- deformace se ustaví okamžitě a její velikost
je napětí přímo úměrná a s časem se nemění
Ideálně viskózní
kapalina
-
vztah mezi smykovým napětím a
deformací vyjadřuje Newtonův zákon
-
mezi napětím a deformací se
rovnováha neustaví, deformace narůstá po celou dobu působení síly, deformovaný
stav zůstává zachován
-
celková deformace závisí na
velikosti napětí i na době jeho působení
-
veškerá práce vynaložená na
deformaci se mění v kinetickou energii pohybujících se částic a nakonec v teplo
-
Celková deformace je časově
závislá a deformační chování je označováno jako viskoelastické.
-
Viskoelasticitu materiálu je možné
znázornit Tucketovým modelem.
Model se skládá ze
3 členů
1- pružina –
představuje ideální elastickou neboli Hookovu pružnou deformaci ε1
2- Kelvinův model –
vznikl paralelním zapojením pružiny a netěsného válce s pístem – reprezentuje
elastickou deformaci ε2
3- netěsný válec s
pístem – představuje viskózní tok – trvalou deformaci ε3
Celková deformace
viskoelastického tělesa se rovná součtu deformací jednotlivých členů.
Deformace 1 nastane
okamžitě a je vratná.
Deformace 2 je
časově závislá a je vratná.
Deformace 3 je
časově závislá a je nevratná.
Komentáře
Okomentovat