Đề tài 11 trình bày độ bền cơ học của polymer

I: KHÁI NIệM Độ BềN CƠ HọC Độ bền khả năng của vật liệu chống lại sự phá huỷ của lực cơ học, được đặc trưng bởi ứng suất tại đó mẫu bị phá huỷ gọi là ứng suất phá huỷ ứng suất kéo.. 

ĐỀ TÀI: TRÌNH BÀY ĐỘ BỀN CƠ HỌC

CỦA POLYMER

GVHD: Th.S Cao Văn Dư

Nhóm 12: Phạm Xuân Tùng Nguyễn Thị Bích Tuyền Hoàng Thị Cẩm Vân Nguyễn Hoàng Thảo Viên Lại Văn Vinh.

Lớp: 08CH112

I: KHÁI NIệM Độ BềN CƠ HọC

 Độ bền khả năng của vật liệu chống lại sự phá huỷ của lực cơ học, được đặc trưng bởi ứng suất tại đó mẫu bị phá huỷ gọi là ứng suất phá huỷ ( ứng suất kéo) Đơn vị: Kg/cm2 hoặc Kg/mm2

 Ứng suất kéo được xác định từ đường cong có ứng suất biến dạng.

 Vật liệu polymer bị phá hủy dưới tác dụng của các lực cơ học thì gọi là độ bền cơ học của

polymer.

Co mpa

ny Log o

II PHÂN LOẠI

Nén

Kéo

III: THÔNG SỐ CƠ BẢN VỀ ĐỘ BỀN

 Độ bền của cùng một loại polymer có thể khác nhau tùy thuộc vào trạng thái mà polymer tồn tại

 Ví dụ: Polymetylmetacrylat ( PMMA )

Độ bền của PMMA ở trạng thái thủy tinh cao hơn ở trạng thái chảy mềm do đun nóng

 Điều kiện hình thành cấu trúc ngoại vi có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của polymer.

 Những trạng thái khác nhau của polymer quyết định các quy luật phá hủy cơ học của polymer

 Do đó khi xét những quy luật phá hủy của polymer cần xác định trạng thái của polymer

 Xong cũng có những quy luật chung đối với tất cả các trạng thái và mối liên quan giữa độ bền và điều kiện phá hủy

 Để hiểu các quy luật chung và riêng về vấn đề phá hủy polymer thì cần hiểu các thông số về độ bền

 Độ bền giới hạn có thể xác định ở các loại biến dạng : kéo , nén , uốn Tương ứng với các loại ứng suất:

 Kéo

 Uốn

 Nén

 Độ bền giới hạn phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian tác dụng của lực biến dạng( tốc độ biến dạng ).

2 ĐỘ BIẾN DẠNG

 Là giá trị biến dạng cực đại ở thời điểm đứt mẫu và được gọi là độ biến dạng cực đại tương đối(  )

  phụ thuộc vào tốc độ biến dạng và nhiệt độ

 Căn cứ vào độ biến dạng cực đại tương đối có thể suy luận trạng thái polymer khi đứt

 Đối với vật thể dòn bị đứt thì  không vượt quá vài phần trăm

 Biến dạng mềm cao thì  đạt tới hàng trăm phần trăm

hoặc hàng ngàn phần trăm

 Đối 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

 Trên lý thuyết : sự phá hủy

vật liệu xảy ra khi ứng suất

tác dụng đạt giá trị của ứng

suất giới hạn

 Trên thực tế: vật liệu bị phá

hủy nếu tác dụng lên mẫu một

ứng xuất nhỏ hơn ứng suất

giới hạn nhưng với thời gian

kéo dài

1 Độ bền của polymer mạnh nhất.

2 Độ bền của polymer yếu nhất.

 NHƯ VẬY ĐỘ BỀN CỦA POLYMER PHỤ THUỘC

VÀO THỜI GIAN VÀ NHIỆT ĐỘ.

Jurcov nghiên cứu Slutker nghiên cứu

Sự phụ thuộc độ bền của polymer rắn vào nhiệt độ và thời gian

ĐỘ BỀN CỦA POLYMER PHỤ

THUỘC VÀO THỜI GIAN.

 Sự mỏi động và sự mỏi tĩnh được gọi chung là độ bền lâu

 Độ bền lâu là khoảng thời gian từ lúc bắt đầu tác dụng lực đến khi mẫu bị phá hủy

 Độ bền lâu thường xác định ở giá trị ứng suất gây nên biến dạng không đổi σ = const

 Jurcov đã khảo sát độ bền của vật liệu polymer trong điều kiện chịu tải trọng tĩnh Sự phụ thuộc của logarit độ bền lâu vào ứng suất được biểu diễn bằng phương trình:

Sự phụ thuộc của logarit độ bền lâu vào ứng suất.

1: cao su buna N ( không có C) 2: cao su bu na S ( không có C) 3: PS

.

logarit độ bền lâu vào

ứng suất theo quan hệ

bậc nhất.

ĐỘ BỀN CỦA POLYMER RẮN PHỤ

THUỘC VÀO THỜI GIAN VÀ NHIỆT ĐỘ

 Mối liên hệ giữa ứng suất đứt , độ bền của polymer dưới tải trọng và nhiệt độ tuyệt đối T

 Trong đó: K: hằng số Boltzmann

Uo: là năng lượng hoạt hoá cần phải khắc

phục để phân cắt được liên kết

 o: là hằng số bằng 10-2 ÷10-3

: là hệ số xác định tính bền của vật thể rắn

Thí dụ:

 Sự phụ thuộc tuổi thọ của polystyren vào ứng suất ở các nhiệt độ khác nhau

Độ bền cơ học của polymer

Yếu tố ảnh hưởng

Sự định

hướng

Kích thước hình dạng cẩu trúc phân tử

Mật độ liên kết ngang

Chất độn

IV.Những yếu tố ảnh hưởng đến độ bền

cơ học của Polymer

V: KẾT LUẬN

 Hiện nay các vật liệu polymer được sử dụng rộng rãi

trong kỹ thuật Do đó khi sản xuất chúng ta phải chú ý xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền Chính vì vậy khi khảo sát tính chất cơ học của polymer trước hết phải xét đến độ bền và vấn đề liên quan đến nó

 Muốn chế tạo các sản phẩm làm bằng vật liệu polymer cần chú ý độ bền cơ học của polymer

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nguyễn Hữu Niếu, Trần Vĩnh Diệu

(2004), Hóa lý polymer, NXB Đại Học

Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.