Ориентация

06.06.2015

Литые изделия, особенно вблизи их поверхности, часто обнаруживают высокую степень молекулярной ориентации. В упрочненных каучуком полимерах частицы, первоначально сферические, в результате ориентации принимают несферическую форму, и вышеизложенные методы расчета упругих констант и распределения напряжений в изотропных материалах, содержащих сферические частицы эластомера, становятся неприемлемыми.
Проблема заключается не только в форме частиц, но также в анизотропии жесткости матрицы. Даже в простейшем случае трансверсального изотропного твердого тела для охарактеризования жесткостных свойств необходимы пять независимых упругих констант по сравнению с двумя константами для изотропного твердого тела.
Аналитического решения для общего случая, когда частицы эластомера имеют эллипсоидную форму, нет. Эдвардс решил задачу распределения напряжений вокруг вытянутого сфероида, находящегося в изотропной матрице, а Чен получил уравнения распределения напряжений вокруг сфероида в трансверсально изотропном теле. Эти уравнения, как и уравнения Гудира, сформулированы для изолированных частиц и поэтому применимы к ударопрочным пластикам только тогда, когда объемная доля частиц эластомера ниже 5 %. Тем не менее эти работы являются основой для выяснения связи свойств композиционных материалов с их ориентацией.
Влияние ориентации на свойства ударопрочных пластиков сходно с влиянием, наблюдаемым в случае гомогенных полимеров. Обычно модуль, параллельный направлению ориентации, возрастает со степенью ориентации, которая может быть определена путем наблюдений за формой частиц эластомера. В стеклообразных полимерах влияние ориентации на свойства при малых деформациях незначительно по сравнению с влиянием, оказываемым на свойства при больших деформациях, обсуждаемых далее, таких, как текучесть и разрушение.