Plasty Fyzikální podstata Deformace Mezní stav.

Prezentace na téma: "Plasty Fyzikální podstata Deformace Mezní stav."— Transkript prezentace:

1 Plasty Fyzikální podstata Deformace Mezní stav

2 Moduly pružnosti materiálů
KOMPOZITY POLYMERY KOVY KERAMIKA

3 Moduly pružnosti materiálů

4 Vazby – polymery (plasty)
kovalentní sekundární (Van der Waalsovy)

5 Vazby – polymery (plasty)
H H H H H H H H         C - C - C - C - C - C - C - C         H R H R H R H R R H polyetylén (odpadní trubky, isolátory) R CH3 polypropylén (odolnější vůči světlu, auto) R Cl polyvinylchlorid (střešní a podlahové krytiny) R C6H5 polystyrén (gram desky, příbory, izolace)

6 Vazby – polymery (plasty)
Struktura molekuly: kovalentní vs sekundární vazby polární charakter >> mezimolekulární iontové vazby vazební úhel (C-C), ohyb a variace uspořádání

7 Polymery (plasty) Tvary molekul plastů

8 Kovalentní vazba – polymery (plasty)
Struktura nadmolekuly: Velikost základního článku polymerního řetězce Úhel mezi sousedními vazbami Ohebnost řetězce Molární hmotnost

9 Polymery (plasty) Etylén H H   C = C monomér Počet monomérů (n)
  C = C monomér Etylén Počet monomérů (n) teplota měknutí °C charakter při +20°C 1 -167 plyn 6 -12 kapalina 35 37 tuk 140 93 vosk 430 109 pevná látka Stupeň polymerizace

10 Vazby - Polymery (plasty)

11 „Nízkoteplotní“ (T < Tg)
Polymery (plasty) „Nízkoteplotní“ (T < Tg) Amorfní (skelný) stav (polystyrén, PVC, polymetylmetakrylát – PMMA) Krystalický - semikrystalický stav (polyetylén, polypropylén) Elastomery - pryže Vizkoelastický (kaučukový) stav (uspořádání na větší vzdálenost) Polymerní tavenina (makromolekuly po sobě) Rostoucí teplota

12 Vazby - Polymery (plasty)
Skelná oblast

13 Krystaly plastu - sferolity
Polymery (plasty) Krystaly plastu - sferolity

14 „Nízkoteplotní“ (T < Tg)
Polymery (plasty) „Nízkoteplotní“ (T < Tg) Amorfní (skelný) stav (polystyrén, PVC, polymetylmetakrylát – PMMA) Krystalický - semikrystalický stav (polyetylén, polypropylén) Elastomery - pryže Vizkoelastický (kaučukový) stav (uspořádání na větší vzdálenost) Polymerní tavenina (kapalina, makromolekuly po sobě) Rostoucí teplota

15 Oblast skelného přechodu -Tg
Polymery v závislosti na teplotě Oblast skelného přechodu -Tg Sekundární vazby začínají tát

16 Příklady teplotní závislosti E
Polymery v závislosti na teplotě Příklady teplotní závislosti E

17 Deformace – polymery (plasty)
Mikromechanismy deformace: Polymerní kapalina Kaučuková pružnost – vliv sekundárních vazeb Pružná deformace v mikroměřítku (molekuly) délky vnitřních vazeb v řetězci deformace vazebních úhlů řetězce deformace slabých mezimolekulárních vazeb

18 Deformace – polymery (plasty)
Reologické modely Maxwelův Kelvinův (Voigtův) Kombinace – přesnější popis

19 Deformace – polymery (plasty)
Deformace v makroměřítku (mez kluzu) Posuvy mezi molekulami (zesítněné struktury) >>> porušování mezimolekulárních vazeb (výrazná mez kluzu v důsledku objemových změn) – smyková složka napětí – smykové pásy Crazing (stříbření) – tvorba crazů (diskové útvary až mikrofibryly, bílé, příp. průhledné – lokalizace deformace – tahová složka napětí Kaučukové – vizkózní tok od počátku – není výrazná mez kluzu

20 Deformace – polymery (plasty)
polypropylen

21 Deformace – polymery (plasty)
polypropylen

22 Deformace – polymery (plasty)

23 Kaučukovitá oblast Deformace – polymery (plasty)
Pryže - pružná deformace, kde m = 0,5

24 Příklady teplotní závislosti E
Polymery v závislosti na teplotě Příklady teplotní závislosti E

25 Příklady teplotní závislosti E
Polymery v závislosti na teplotě Příklady teplotní závislosti E

26 Mezní stavy – srovnatelně větší význam než u jiných materiálů !!!
Polymery – mezní stavy Mezní stavy – srovnatelně větší význam než u jiných materiálů !!! Časové hledisko - změny vazeb >>> parametrů Vliv rychlosti zatěžování – změny mikromechanismů Vliv teploty - změny v zesítnění >>> deformace Přítomnost defektů - triaxialita atd. >>> změny mechanismů deformace a lomu Porušení - (mezní stav v mikro i makroměřítku) pevnost vazeb x pravděpodobnost zpětného propojení