Plasty n n n Fyzikln podstata Deformace Mezn

Plasty n n n Fyzikální podstata Deformace Mezní stav 1

Moduly pružnosti materiálů KOMPOZITY POLYMERY KOVY KERAMIKA 2

Moduly pružnosti materiálů 3

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

Vazby – polymery (plasty) H C H R ---R ---- H CH 3 Cl C 6 H 5 H H H H C-C-C- C R H R H R polyetylén (odpadní trubky, isolátory) polypropylén (odolnější vůči světlu, auto) polyvinylchlorid (střešní a podlahové krytiny) polystyrén (gram desky, příbory, izolace) 5

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

Polymery (plasty) Tvary molekul plastů 7

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

H H C=C H H Etylén Polymery (plasty) monomér 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 9

Vazby - Polymery (plasty) 10

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

Vazby - Polymery (plasty) Skelná oblast 12

Polymery (plasty) Krystaly plastu - sferolity 13

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

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

Polymery v závislosti na teplotě Příklady teplotní závislosti E 16

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

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

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

Deformace – polymery (plasty) n polypropylen 20

Deformace – polymery (plasty) n polypropylen 21

Deformace – polymery (plasty) 22

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

Polymery v závislosti na teplotě Příklady teplotní závislosti E 24

Polymery v závislosti na teplotě Příklady teplotní závislosti E 25

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 26