Разрушение полимеров в области высоких температур
При температурах выше температуры стеклования Тс развитие высокоэластической деформации начинается с момента нагружения и, таким образом, разрыву полимера предшествует высокоэластическая деформация. Из диаграммы прочностных состояний (см. рис. 11.4) следует, что выше Тс наблюдается разрывная прочность, падающая с температурой по экспоненциальному закону вида
*=*эЛ=С0е*°/г, (12.1)
где а0 и С0 — постоянные для данного полимера, зависящие от режима деформации при растяжении.
До температуры «пластичности» Гп разрыв полимера происходит без образования сужения, или «шейки», в месте разрыва (поперечное сечение образца до разрыва и после разрыва, как и при хрупком разрыве, не изменяется). Выше температуры Тп при переходе через предел текучести ап развивается пластическая деформация, пока в месте разрыва не образуется сужение и не наступит
разрыв. С дальнейшим повышением температуры достигается состояние, когда ап=0 (температура текучести Тт). Это состояние называется вязкотекучим. На рис. 11.4 высокоэластическое состояние соответствует области V, пластическое — области VI и вязкотекучее— области Г>Тт. Температурные границы этих областей зависят от временного режима испытания образцов и, как правило, с увеличением скорости деформации, уменьшением времени действия нагрузки смещаются в сторону высоких температур.
Собственно, типичный разрыв полимера наблюдается только в области V, а при более высоких температурах наблюдаются нелинейные деформационные эффекты — потеря устойчивости процесса деформации в месте образования сужения и вязкое течение. Особенности деформации и разрыва полимера при Т>ТП скорее относятся к области реологии полимеров, чем к физике прочности. Поэтому в дальнейшем будет обсуждаться процесс разрушения только в высокоэластическом состоянии, главным образом на примере несшитых и сшитых эластомеров.