Chỉång III. CẠC TÊNH CHÁÚT CÅ L ÂÀÛC TRỈNG CA POLYMER ♣1. HIÃÛN TỈÅÜNG HÄƯI PHỦC I. Khại niãûm v âënh nghéa: Gi sỉí cọ mäüt máùu Polymer trong âọ cạc mảch phán tỉí âang åí trảng thại cán bàòng. Nãúu tạc dủng lãn máùu mäüt ngoải lỉûc (vê dủ lỉûc kẹo) khi âọ cạc mảch phán tỉí s cọ sỉû sàõp xãúp lải tráût tỉû âãø âảt âỉåüc sỉû äøn âënh måïi, cán bàòng ny khạc våïi cán bàòng ban âáưu. Hiãûn tỉåüng máùu Polymer chuøn tỉì cán bàòng c âãún cán bàòng måïi gi l hiãûn tỉåüng häưi phủc. Váûy quạ trçnh häưi phủc l quạ trçnh biãún âäøi theo thåìi gian ca Polymer tỉì trảng thại khäng cán bàòng âãún trảng thại cán bàòng. Thåìi gian cáưn thiãút âãø láûp lải cán bàòng måïi g i l thåìi gian häưi phủc. II. Cạc dảng häưi phủc: 1. Häưi phủc biãún dảng: Gi sỉí tạc dủng lãn máùu mäüt ỉïng sút khäng âäøi (vê dủ ỉïng sút kẹo) v nh hån nhiãưu so våïi ỉïng sút phạ hu máùu Polymer. Nãúu nọ khäng gáy ra sỉû chy thç máùu s di tỉì tỉì ra âãún mäüt lục no âọ thç khäng di thãm ra âỉåüc nỉỵa. Âäü biãún dảng trãn mäüt âån vë chiãưu di (biãún dảng tỉång âäúi) khäng âäøi theo thåìi gian âỉåüc gi l biãún dảng mãưm cao cán bàòng, k hiãûu l ε ∞ . ε ∞ ln låïn hån báút k biãún dảng no trong khong thåìi gian biãún dảng: ε ∞ > ε t . Khi chỉa âảt âỉåüc biãún dảng mãưm cao cán bàòng thç trong máùu Polymer cọ hiãûn tỉåüng häưi phủc. Quạ trçnh häưi phủc ny gi l häưi phủc biãún dảng. thåìi gian Ỉïng sút thåìi gian Biãún dảng Tổỡ õỏy ngổồỡi ta õổa ra khaùi nióỷm õọỹ deớo cuớa Polymer: 0 )( )( t tD = 2. Họửi phuỷc ổùng suỏỳt: Giaớ sổớ taùc duỷng lón mỏựu Polymer mọỹt ổùng suỏỳt 1 laỡm cho mỏựu bở bióỳn daỷng 1 . Muọỳn 1 khọng õọứi thỗ phaới giaớm ổùng suỏỳt taùc duỷng theo thồỡi gian. Quaù trỗnh giaớm ổùng suỏỳt theo thồỡi gian õóứ bióỳn daỷng khọng õọứi goỹi laỡ quaù trỗnh họửi phuỷc ổùng suỏỳt. Nóỳu vỏỷn tọỳc taùc duỷng lổỷc caỡng nhanh thỗ ổùng suỏỳt õóứ gỏy ra cuỡng mọỹt õọỹ bióỳn daỷng seợ caỡng lồùn Moõun họửi phuỷc trong trổồỡng hồỹp naỡy õổồỹc tờnh nhổ sau: 0 )( )( t tE = 3. Họửi phuỷc sau taùc duỷng (õaỡn họửi sau taùc duỷng): Giaớ sổớ mỏựu Polymer õang chởu taùc duỷng cuớa mọỹt ngoaỷi lổỷc vaỡ caùc maỷch phỏn tổớ õang ồớ traỷng thaùi cỏn bũng. Nóỳu bỏỳt ngồỡ giaới phoùng lổỷc thỗ noù seợ coù sổỷ sừp xóỳp laỷi cỏn bũng mồùi (ổùng vồùi traỷng thaùi khọng coù lổỷc taùc duỷng). Quaù trỗnh naỡy goỹi laỡ quaù trỗnh họửi phuỷc sau taùc duỷng. t 1 2 1: Polymer khọng gian 2: Polymer maỷch thúng thồỡi gian ặùng suỏỳt thồỡi gian Bióỳn daỷng ọỳi vồùi Polymer maỷch thúng do trong quaù trỗnh bióỳn daỷng õaợ coù sổỷ trổồỹt tổồng õọỳi giổợa caùc maỷch phỏn tổớ nón chố giaớm õóỳn mọỹt giaù trở naỡo õoù coỡn Polymer khọng gian do khọng coù sổỷ trổồỹt giổợa caù maỷch nón giaớm õóỳn 0 khi giaới phoùng lổỷc. II. ỷc õióứm cuớa hióỷn tổồỹng họửi phuỷc: 1. Hióỷn tổồỹng tróứ: a/ Khaùi nióỷm: Nóỳu taùc duỷng lón mỏựu Polymer mọỹt lổỷc vaỡ lổỷc naỡy tỏng tổỡ tổỡ sao cho taỷi mọựi thồỡi õióứm trong mỏựu Polymer luọn coù sổỷ cỏn bũng. ổồỡng taới troỹng trong trổồỡng hồỹp naỡy laỡ õổồỡng 1. Thổỷc tóỳ thồỡi gian taùc duỷng lổỷc khọng õuớ õóứ cho mỏựu Polymer õaỷt õổồỹc traỷng thaù i cỏn bũng nón bióỳn daỷng naỡy phaới nhoớ hồn bióỳn daỷng trong trổồỡng hồỹp mỏựu õaỷt traỷng thaùi cỏn bũng. ổồỡng cong taới troỹng trong trổồỡng hồỹp naỡy laỡ õổồỡng cong 2. Khi thaùo taới troỹng: Nóỳu thồỡi gian thaùo chỏỷm õuớ õóứ mỏứu õaỷt cỏn bũng thỗ õổồỡng thaùo taới truỡng vồùi õổồỡng 1. Thổỷc tóỳ thồỡi gian thaùo taới khọng õuớ chỏỷm õóứ mỏứu õaỷt cỏn bũng nón bióỳn daỷng cuớa mỏứu taỷi mọựi thồỡi õióứm luọn lồùn hồn bióỳn daỷng cỏn bũng. ổồỡng cong thaùo taới trong trổồỡng hồỹp naỡy laỡ õổồỡng 3 Hióỷn tổồỹng nhổ vỏỷy goỹi laỡ hióỷn tổồỹng tróứ. Vỗ coù hióỷn tổồỹng tróứ nón khi =0 thỗ trong mỏứu vỏứn coỡn bióỳ n daỷng vaỡ goỹi laỡ bióỳn daỷng dổ. - Nóỳu coù xaớy ra hióỷn tổồỹng trổồỹt tổồng õọỳi giổợa caùc maỷch phỏn tổớ vồùi nhau trong quaù trỗnh taùc duỷng lổỷc thỗ bióỳn daỷng dổ khọng mỏỳt õi vaỡ goỹi laỡ bióỳn daỷng dổ thỏỷt . - Nóỳu khọng coù sổỷ trổồỹt giổợa caùc maỷch phỏn tổớ thỗ bióỳn daỷng dổ seợ dỏửn dỏửn mỏỳt õi vaỡ goỹi laỡ bióỳn daỷng dổ bióứu kióỳn. 1 2 3 dổ b/ Aớnh hổồớng cuớa vỏỷn tọỳc taùc duỷng lổỷc vaỡ nhióỷt õọỹ lón hióỷn tổồỹng tróứ : - Nóỳu vỏỷn tọỳc õỷt taới troỹng vaỡ boớ taới troỹng nhoớ thỗ dióỷn tờch voỡng tróứ caỡng beù . - Nóỳu vỏỷn tọỳc õỷt taới troỹng vaỡ boớ taới troỹng lồùn thỗ dióỷn tờch voỡng tróứ cuợng beù . Dióỷn tờch voỡng tróứ khi cuỡng trở sọỳ tuyóỷt õọỳi cuớa lổỷc taùc duỷng seợ cổỷc õaỷi taỷi mọỹt vỏỷn tọỳc õỷt lổỷc naỡo õoù. Nhióỷt õọỹ cuợng coù aớnh hổồng tổồng tổỷ : - Nóỳu nhióỷt õọ cao thỗ dióỷn tờch voỡng tróứ beù. - Khi giaớm nhióỷt õọỹ dióỷn tờch voỡng tróứ cuợng beù nhoớ . Vỗ vỏỷ y cho nón chố ồớ caùc nhióỷt õọỹ trung gian khi bióỳn daỷng cuớa mỏứu xaớy ra vồùi mọỹt tọỳc õọỹ roớ róỷt nhổng chỏỷm hồn so vồùi sổỷ thay õọứi lổỷc taùc duỷng thỗ dióỷn voỡng tróứ mồùi õaỷt cổỷc õaỷi. c/ Yẽ nghộa cuớa voỡng tróứ: Dióỷn tờch voỡng tróứ õổồỹc tờnh theo cọng thổùc: += 1 2 2 2 0 1 ddS Trong õoù: :, 21 õaỷi lổồỹng lổỷc taùc duỷng khi tng vaỡ giaớm. ọỹ giaớn daỡi tổồng õọỳi: o o l ll = l: chióửu daỡi sau khhi bióỳn daỷng. 1 2 l o : chiãưu di ca máùu ban âáưu. Cäng tiãu täún (hay hon lải) khi máùu dn ra (hay co lải) mäüt âoản dl âỉåüc biãøu diãøn bàòng phỉång trçnh: V dlF l dl S F d o . == εσ V: thãø têch máùu. S: tiãút diãûn ngang ca máùu. Têch phán thỉï nháút: cäng tiãu täún ca quạ trçnh kẹo càng máùu (bàòng ngoải lỉûc tênh cho mäüt âån vë thãø têch máùu co lải). Têch phán thỉï hai: cäng hon lải khi máùu co. trỉåìng håüp ny cäng cọ giạ trë ám do khi máùu co lải s sn sinh ra cäng. Täøng hai têch phán trãn (hay chênh l diãûn tiọch vng trãø) cho ta hiãûu säú nàng lỉåüng tiãu hao v hon lải. Diãûn têch vng trãø cng låïn thç nàng lỉåüng cn lải trong máùu biãún dảng cng låïn. Nàng lỉåüng dỉ khäng hon lải ny chè cọ thãø biãún thnh nhiãût. Lỉåüng nhiãût ny cọ thãø l mäüt trong nhỉỵng ngun nhán gáy lo hoạ trong quạ trçnh sỉí dủng Polymer. III. Quạ trçnh häưi phủc v cáúu trục Polymer: Trong mä üt Polymer cọ nhiãưu dảng cáúu trục trãn phán tỉí khạc nhau v âäü linh âäüng ca cạc cáúu trục ny cng khạc nhau do âọ trong mäüt máùu Polymer s täưn tải nhiãưu quạ trçnh häưi phủc khạc nhau xy ra cng mäüt lục våïi thåìi gian häưi phủc khạc nhau. Do thåìi gian häưi phủc ca Polymer låïn nãn thỉûc tãú Polymer khäng nàòm trong trảng thại cán bàòng. Chênh âiãưu ny gáy ra sỉû biãún âäøi tênh cháút ca Polymer theo thåìi gian theo xu hỉåïng tråí vãư trảng thại cán bàòng. Vç váûy trong quạ trçnh gia cäng Polymer phi chụ âãún âàûc trỉng häưi phủc ny âãø trạnh cạc hiãûn tỉåüng nỉït, våỵ, kêch thỉåïc khäng ph håüp. ♣2. CẠC QUY LÛT BIÃÚN DẢNG CÅ BN CA POLYMER Cọ 3 quy lût biãún dảng cå bn ca Polymer: biãún dảng ân häưi, biãún dảng mãưm cao v biãún dảng do (chy) I. Biãún dảng ân häưi: 1. Âàûc trỉng ca biãún dảng ân häưi: Trong khi biãún dảng: - Tráût tỉû sàõp xãúp ca cạc phán tỉí khäng âäøi - Chè lm thay âäøi khong cạch giỉỵa cạc ngun tỉí hồûc phán tỉí do âọ thãø têch thay âäøi v näüi nàng thay âäøi (tàng lãn) - Do näüi nàng thay âäøi nãn gọc hoạ trë bë biãún dảng v cạc liãn kãút bë kẹo càng. - Khi gii phọng lỉûc thç biãún dảng máút âi nhanh chọng do näüi nàng máút âi nhanh. Nhỉ váûy biãún dảng ân häưi l biãún dảng thûn nghëch. - Biãún dảng â n häưi cọ giạ trë ε nh. 2. Sỉû phủ thüc ca cạc lỉûc tạc dủng tỉång häù trong váût ràõn vo khong cạch r giỉỵa cạc phán tỉí: Giỉỵa cạc phán tỉí ràõn ln täưn tải cạc lỉûc hụt v lỉûc âáøy: F hụt = r a − F âáøy = + n r b Trong âọ: a,b: hàòng säú n: chè säú lu thỉìa. Âọi våïi cạc tinh thãø ion n=7 ÷11 Tỉì biãøu thỉïc ta tháúy lỉûc âáøy chè cọ tạc dủng trong khong r bẹ Tỉì âäư thë ta tháúy khi gim r thç lỉûc hụt tàng v âảt cỉûc âải tải r = r m (F m ỉïng våïi r m gi l âäü bãưn l thut) Tiãúp tủc gim r thç lỉûc hụt gim. Âãún khi r = r 0 thç lỉûc hụt cán bàòng våïi lỉûc âáøy. Âáy l âiãưu kiãûn cán bàòng bãưn vỉỵng ca hãû thäúng. Tải âáy mún cạc phán tỉí gáưn nhau hån thç phi tạc dủng mäüt lỉûc låïn hån lỉûc âáøy (nẹn) v ngỉåüc lải mún cạc phán tỉí xa nhau hån thç phi tạc dủng mäüt lỉûc låïn hån lỉûc hụt (kẹo). - Âãø phạ hu hãû thäúng thç cáưn mäüt lỉûc låïn hån F m (lm cho cạc phán tỉí ráút xa nhau). - Tỉì âäư thë ta tháúy tải r 0 thç nàng lỉåüng ca hãû thäúng âảt cỉûc tiãøu. - Cäng cáưn thiãút âãø tạch cạc phán tỉí ráút xa nhau bàòng E m . (E m gi l âäü sáu ca häú thãú nàng). - Cng tỉì âäư thë ta tháúy sỉû thay âäøi khong cạch theo mäüt hỉåïng báút k s gáy ra sỉû máút cán bàòng giỉỵa lỉûc hụt v lỉûc âáøy trong hãû thäúng (tỉïc l xút hiãûn lỉûc). Cạc lỉûc ny cọ khuynh hỉåïng khäi phủc lải khong cạch ban âáưu do âọ biãún dảng âỉåüc khäi phủc nhanh chọng. - Âäúi våïi cạc tinh thãø l tỉåíng thç E m âäưng nháút do âọ biãún dảng ân häưi åí tinh thãø l tỉåíng l åí trảng thại cán bàòng. Trảng thại ny sinh ra do sỉû thay âäøi khong cạch giỉỵa cạc phán tỉí dỉåïi tạc dủng ca ngoải lỉûc. Khi gii phọng lỉûc thç biãún dảng hon ton máút. 3. Quan hãû giỉỵa biãún dảng ân häưi v ỉïng sút: Quan hãû giỉỵa biãún dảng ân häưi v ỉïng sút âỉåüc biãøu diãùn bàòng âënh lût Hooke Lỉûc âáøy Lỉûc hụt r m r o F m F Lỉûc hụt Nàng lỉåüng âáøy Nàng lỉåüng hụt Täøng cäüng +E -E E m r r = E . l l = E = E : mọ õun õaỡn họửi l : õọỹ daợn daỡi sau khi keùo l : chióửu daỡi mỏựu Tổỡ phổồng trỗnh suy ra quan hóỷ giổợa vaỡ laỡ quan hóỷ tuyóỳn tờnh E = = tg E: bióứu dióựn khaớ nng chọỳng laỷi bióỳn daỷng cuớa vỏỷt lióỷu. E caỡng lồùn suy ra bióỳn daỷng caỡng nhoớ. - Yẽ nghộa vỏỷt lyù cuớa E : E = = l l . Khi l = l suy ra E = Vỏỷy giaù trở cuớa E bũng giaù trở cuớa ổùng suỏỳt taùc duỷng lón vỏỷt õóứ vỏỷt giaớn nồớ gỏỳp hai lỏửn ban õỏửu. Tuy nhión õọỳi vồùi mọỹt sọỳ vỏỷt lióỷu thỗ hóỷn tổồỹng naỡy coù thóứ khọng coù do giồùi haỷn bóửn nhoớ hồn giồùi haỷn õaỡn họửi. (%) õaỡn họửi 1 2 1: vỏỷt lióỷu phaù huyợ doỡn õổùt < õaỡn họửi 2: vỏỷt lióỷu deợo (phỏửn lồùn chỏỳt deợo) - Âäúi våïi váût ràõn l tỉåíng åí biãún dảng ân häưi nọ åí trảng thại cán bàòng v khi thạo lỉûc thç biãún dảng máút âi nhanh chọng våïi täúc âäü gáưn bàòng våïi täúc âäü tiãún âäüng. - Váût ràõn thỉûc åí biãún dảng ân häưi váût liãûu khäng âảt âỉåüc trảng thại cán bàòng v âäü biãún dảng (ε) phủ thüc vo nhiãût âäü, váûn täúc tạc dủng lỉûc. + Váûn täúc tạc dủng lỉûc låïn (tạc dủng âäüng) thçâäü biãún dảng ân häưi bẹ + Váûn täúc tạc dủng lỉûc bẹ (tạc dủng ténh) thç däü biãún dảng ân häưi låïn (E gim). + Nhiã ût âäü gim tỉång âỉång våïi váûn täúc tạc dủng lỉûc låïn. + Tàng nhiãût âäü tỉång âỉång våïi váûn täúc tạc dủng lỉûc bẹ (do tàng mỉïc âäü dao âäüng v gim lỉûc tỉång tạc giỉỵa cạc tinh thãø) - Biãún dảng ân häưi xy ra do xút hiãûn cạc lỉûc tạc dủng hụt hồûc âáøy giỉỵa cạc phán tỉí trong váût thãø nãn ngỉåìi ta nọi biãún dảng ân häưi cọ bn cháút nàng lỉåüng. - Khi bë biãún dảng nhiãût âäü ca tinh thãø gim. Sau khi gii phọng lỉûc v hçnh dảng khäi phủc lải thç nhiãût âäü tàng lãn lải. - Biãún dảng ân häưi chè xy ra åí nhiãût âäü nh hån nhiãût âäü hoạ thu tinh. II. Biãún dảng do: 1. Kha ïi niãûm v âàûc âiãøm ca biãún dảng do (biãún dảng chy): Biãún dảng chy l biãún dảng khäng thûn nghëch v cọ ε tàng nhanh khi σ tàng cháûm. Âàûc trỉng ca biãún dảng chy: - Thay âäøi tráût tỉû sàõp xãúp ban âáưu - Khäng thay âäøi khong cạch giỉỵa cạc phán tỉí trong sút quạ trçnh biãún dảng, do âọ thãø têch riãng khäng âäøi v biãún thiãn näüi nàng bàòng 0. Vç váûy máùu khäng tråí vãư trảng thại ban âáưu sau khi gii phọng lỉûc. Nhỉ váûy biãún dảng do l biãún dảng khäng thûn nghëch Trong quạ trçnh biãún dảng do, váûn täúc biãún dảng phủ thüc vo âäü låïn ca lỉûc näüi ma sạt xút hiãû n trong máùu 2. Hóỷ sọỳ Poatxong: = à : bióỳn daỷng tổồng õọỳi theo chióửu ngang cuớa mỏựu : bióỳn daỷng tổồng õọỳi theo chióửu doỹc cuớa mỏựu Khi bióỳn daỷng deớo thỗ à = 0,5 (vỗ trong bióỳn daỷng deớo thỗ thóứ tờch khọng õọứi nón à = 0,5) Caùc vỏỷt lióỷu coù à < 0,5 seợ coù mọỹt khoaớng bióỳn daỷng õaỡn họửi III. Bióỳn daỷng móửm cao: Khi keùo mọỹt mỏựu cao su vaỡ mọỹt mỏựu theùp thỗ ta coù õổồỡng cong bióỳn daỷng nhổ sau: - ọỳi vồùi theùp chố xaớy ra hai bióỳn daỷng: bióỳn daỷng õaỡn họửi, bióỳn daỷng chaớy vaỡ coù giồùi haỷn õaỡn họửi roợ róỷt (250 N/mm 2 ) - ọỳi vồùi cao su õổồỡng cong bióỳn daỷng coù thóứ chia laỡm 3 õoaỷn ổùng vồùi 3 loaỷi bióỳn daỷng: bióỳn daỷng õaỡn họửi, bióỳn daỷng móửm cao vaỡ bióỳn daỷng chaớy. I II III (%) I : bióỳn daỷng õaỡn họửi II : bióỳn daỷng móửm cao III : bióỳn da ỷng deớo Theùp Cao su 250 2 mm N [...]... cáúu trục ca polymer: Âãø cọ biãún dảng mãưm cao thç phi cọ 2 âiãưu kiãûn: - Cạc dy phán tỉí phi â mãưm do - Hçnh dảng ca cạc phán tỉí cọ kh nàng thay âäøi dãù dng Âäúi våïi cạc polymer khäng phán cỉûc nhỉ: polyizopren, polybutadien, chụng cọ âäü mãưm do nhiãût âäüng v kh nàng biãún dảng mãưm cao, vç thãú cạc polymer ny thãø hiãûn trảng thại mãưm cao ngay åí nhiãût âäü thỉåìng Âäúi våïi cạc polymer cọ... thåìi gian âãø khäi phủc hçnh dảng Quạ trçnh häưi phủc cng bë cn tråí båíi cạc nhọm thãú cọ kêch thỉåïc låïn (PS, polybutadien-styren) - Âäúi våïi cạc polymer cọ máût âäü liãn kãút ngang tháúp thç váùn thãø hiãûn âàûc âiãøm mãưm cao Nhỉng trong cạc polymer ny sỉû chy bë hản chãú Khi tàng máût âäü liãn kãút ngang thçεel ,∞ gim - Trong trảng thại mãưm cao váùn täưn tải cạc cáúu trục trãn phán tỉí nãn...- Âàûc trỉng ca biãún dảng mãưm cao: + Biãún dảng mãưm cao cọ σ tàng cháûm khi ε tàng nhanh hån so våïi biãún dảng ân häưi + Biãún dảng mãưm cao chè xy ra âäúi våïi polymer */ Ngun nhán ca biãún dảng mãưm cao l do chuøn âäüng nhiãût ca âoản mảch, màõc xêch v phán tỉí (do âọ khi nhiãût âäü tàng, cng σ thç ε tàng) 1.Âàûc âiãøm ca biãún dảng mãưm cao: - Biãún dảng mãưm . phuỷc sau taùc duỷng. t 1 2 1: Polymer khọng gian 2: Polymer maỷch thúng thồỡi gian ặùng suỏỳt thồỡi gian Bióỳn daỷng ọỳi vồùi Polymer maỷch thúng do trong. ngun nhán gáy lo hoạ trong quạ trçnh sỉí dủng Polymer. III. Quạ trçnh häưi phủc v cáúu trục Polymer: Trong mä üt Polymer cọ nhiãưu dảng cáúu trục trãn phán