Механические связи элементов макроструктуры материала
Связь механическая — ограничения, налагаемые на положение элементов механической материальной системы в процессе их контактного взаимодействия (например, различные варианты механической связи волокон в конкретном тканом или композиционном
Табл и ца 4.6
Характеристики химических связей и межмолекулярных взаимодействий в макромолекулах и полимерах
и их некоторые свойства
|
Макромолекула соответствующего полимерного материала |
Энергия когезии характерис- тической группы (-Х), кДж/моль |
Компоненты химической связи Н—X |
Компоненты ВДВ ММВ для соединений Н—X |
Компоненты химической связи С—X |
Относительное удлине- ние при разрыве, % |
Модуль при растяжении, ГПа |
||||||
|
Ск> % |
См. % |
Е°, кДж моль |
Е?, кДж моль |
Е1, кДж моль |
с* |
См. % |
% |
|||||
|
Полиэтилен (ПЭ) [-СН-СН-]„ |
(—Н) 0,2 |
52,5 |
47,5 |
- |
0,65 |
- |
- |
56,5 |
37,6 |
5,9 |
до 1200 |
0,1-1,3 |
|
Поливинилфторид (ПВФ) [—СН -CHF-1,, |
(—F) 5,0 |
51,6 |
16,1 |
32,3 |
3,56 |
4,07 |
0,41 |
66,4 |
12,8 |
20,8 |
135 |
1,78 |
|
Полиоксиэтилен (ПОЭ) [-СН -СН -0-L |
(—0—) 6,7 |
54,0 |
23,1 |
22,9 |
- |
- |
- |
69 |
20,3 |
9,8 |
700-1200 |
0,2-0,5 |
|
Поливинилхлорид (ПВХ) [-СН,-СНС1-]„ |
(-С1) 11,7 |
56,4 |
33,8 |
9,8 |
3,96 |
0,59 |
0,17 |
69,5 |
29,8 |
0,7 |
5-100 |
3-4 |
|
Поливинилбромид (ПВБ) [-СН,-СНВг-]„ |
(-Вг) 13,0 |
56,5 |
35,7 |
7,8 |
6,35 |
0,17 |
0,13 |
68,7 |
31,1 |
0,2 |
- |
- |
|
Поливинилиодид (ПВИ) [—СН -CHI-],, |
(-D 17,6 |
54,6 |
44,7 |
0,7 |
11,72 |
0,01 |
0,04 |
60,8 |
36,5 |
2,7 |
- |
- |
материале и т.д.)- Механическая связь относится прежде всего к взаимодействию элементов (типа дендритов, волокон и т.д.) на уровне макроструктуры материала (см. табл. 4.1). Естественно, что длина механической связи определяется длиной элементов изделия, например волокон тканей и т.д., а энергия — формой механического элемента и совокупным вкладом связей всех уровней вещества, из которого он состоит. При этом понятно, что чем больше размер материального тела или частицы, тем меньше энергия его контактного механического взаимодействия в статическом состоянии, так как роль поверхности и энергии поверхностного взаимодействия в этом случае падает.
Данный тип связи наиболее широко изучен в механике и представляет собой наиболее доступный для изучения и бытового использования тип связи элементов макроструктуры материалов и материальных тел. Этот уровень начинается с механического взаимодействия фаз от различных кристаллических образований (дендритов, сферолитов и т.д.) между собой на мезоструктурном уровне до композиционных систем (с дисперсными, волокнистыми, слоистыми т.д. наполнителями) и механических соединений на уровне совокупности волокон в тканях и веревках или металлической проволоки в канатах на макроуровнях. К механическому типу взаимодействия следует отнести также резьбовые и другие соединения отдельных узлов изделий и конструкций. Но при этом понятно, что в последнем случае говорить о механической связи в структуре материала не имеет смысла, так как материал и изделие (конструкция) — это разные уровни (см. гл. 2 и 3) организации материальных объектов.
Более подробно механический тип связи традиционно рассматривается в курсах классических учебников по механике, сопротивлению материалов и т.д., куда автор и отсылает читателя, желающего более подробно узнать об этом взаимодействии.
Следует отметить, что все разновидности рассмотренных связей элементов структуры (строения) материалов расположены в порядке перехода от микро- к мезо- и макроуровням их структурной организации [4—13].
