Закономерности релаксации напряжения и вязкого течения эластомеров ф Долговечность и и разрывное напряжение эластомеров ф Инвариантность энергии активации различных процессов

Релаксационные процессы в полимерах определяют их вязко - упругие свойства и влияют на прочностные свойства этих материа­лов. Влияние релаксационных процессов на разрушение полимеров в высокоэластическом состоянии более существенно, чем в твердом [63]. В связи с этим понять природу процессов разрушения эласто­меров и физический смысл наблюдаемых закономерностей можно на пути выяснения прежде всего фундаментального вопроса о вза­имосвязи релаксационных процессов с процессом разрушения. Решение этого вопроса было осуществлено в работах [12.17; 12.19], где проведены широкие исследования температурной зависимости комплекса характеристик: релаксации напряжения, вязкости, про­цессов разрушения (долговечности и разрывного напряжения). Для исследований были выбраны несшитые и сшитые неполярные элас­томеры: бутадиен-стирольный СКС-30 (Тс = —58° С) и бутадиен - метилстирольный СКМС-10 (Тс=—72° С), а также полярные бутадиен-нитрильные эластомеры. Условия опытов охватывали ши­рокий диапазон напряжений и деформаций растяжения и сдвига (несколько порядков величины). Исследования физических свойств проводились для каждого эластомера на образцах, полученных при одних и тех же технических режимах приготовления образцов (пе­реработка и вулканизация).

Как известно [7], эластомеры характеризуются двумя основны­ми релаксационными механизмами. Один из них, a-процесс (рис. 12.6), связан с молекулярной подвижностью свободных сегментов и цепей, не входящих в микроблоки надмолекулярных структур. Он ответствен за релаксационные процессы в переходной области от стеклообразного к высокоэластическому состоянию и за быструю высокоэластическую деформацию выше температуры стеклования. Другой механизм относится к Я-процессам (Яь Я2 и Яз), наблюдае­мым на высокоэластическом плато и ответственным за медленную высокоэластическую деформацию. Эти релаксационные механизмы объясняются термофлуктуационной природой различных типов микроблоков (упорядоченных микрообластей) в эластомерах. Про­цессы Я-релаксации характеризуются различными временами ре­лаксации с одной и той же энергией активации. В сшитых эласто­мерах кроме а - и Я-процессов при высоких температурах наблюда­ется химическая релаксация (б-процесс), а в полярных эластоме-

pax между Я - и 6-процессами имеется я-процесс релаксации, свя­занный с существованием диполь-дипольных физических узлов в/ молекулярной сетке эластомера. j

Рассмотрим вначале результаты исследований неполярных злас-/ томеров СКС-30 и СКМС-10 в области высокой эластичности, т. е/ при Т>Т С) где наблюдаются релаксационные Я-процессы. j