В монографии учёного из Швейцарии рассматриваются природа и закономерности разрушения, а также деформирования полимеров. Материал изложен с позиций механики твёрдого тела и физики процесса разрушения химических и межмолекулярных связей.

Исследовано поведение отдельных цепей и их совокупностей на микро- и макроуровнях при кратковременном и длительном нагружении полимера. Рассмотрены физико-химические процессы в полимерах в механическом поле. Показана эффективность применения современных инструментальных методов для анализа поведения полимеров под нагрузкой.

Автор обобщил обширную оригинальную литературу, включая фундаментальные работы советских учёных.

Для специалистов в области физики, физикохимии и материаловедения полимеров.

В последние годы значительно возрос интерес к кинетической теории разрушения полимеров, основанной на изучении физических и физико-химических процессов, вызываемых действием статических, ударных и периодических нагрузок. Глубокое изучение этих процессов позволит научно подойти к созданию новых высокопрочных полимерных материалов и способов их защиты от разрушения под действием различных видов нагрузок. В предлагаемой монографии проф. Г. Кауша, являющегося руководителем лаборатории полимеров отдела Высшей политехнической школы в Лозанне, систематизированы и обобщены результаты многочисленных исследований, включая основополагающие советские работы школы акад. С. Н. Журкова.

Значительное внимание в книге уделено физическим процессам разрыва химических и межмолекулярных связей, вызываемым силовым и температурным воздействиями во времени и приводящим к образованию и развитию трещин. Поэтому разрушение полимеров зависит как от величины напряжения и температуры, так и от времени. Отсюда взаимосвязь допустимых границ напряжений, температур и времён их действия. Каждую из этих границ можно расширить за счёт сужения любой другой.

Используя спектроскопические методы исследования, автор рассматривает вопросы идентификации спектров свободных радикалов, образующихся при механических воздействиях. Для анализа структуры полимеров и явлений, происходящих в них под нагрузкой, применяются хорошо зарекомендовавшие себя методы электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонансов, современной голографии, а также электронная микроскопия, масс-спектрометрия и малоугловое рентгеновское рассеяние. Совокупное применение этих методов показало, что механическое разрушение полимеров происходит при совместном действии внешней силы и теплового движения.

Большая часть приведённых экспериментальных материалов касается природы разрушения твёрдых полимеров при действии длительных статических нагрузок. Кроме того, в книге рассмотрено влияние кратковременного растяжения, одновременного действия растяжения и изгиба, а также периодических воздействий как на твёрдые полимеры, так и на эластомеры. Основной текст хорошо иллюстрирован обширным фактическим материалом, сопровождаемым фотографиями образцов разрушения различных полимеров. Приведённые в книге данные могут быть использованы для оценки и прогноза прочности и долговечности существующих и вновь создаваемых полимерных материалов. Монография содержит довольно хорошо подобранную библиографию книг и статей по главам, что позволит читателю глубже ознакомиться с интересующими его вопросами. Издание книги на русском языке представляет значительный интерес для советских специалистов, занимающихся разработкой, изготовлением, переработкой и применением полимеров и полимерных материалов.

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА

д-р ф.-м. наук С. Б. Ратнер

Эта книга могла бы также иметь название «Кинетическая теория разрушения полимеров». Однако термин «кинетическая теория» нуждается в определении или по крайней мере некотором пояснении. В кинетической теории детально рассматривается влияние дискретности материи, движения и физических свойств молекул на макроскопическое поведение ансамбля в газообразном или другом состоянии вещества. В кинетической теории прочности приходится дополнительно учитывать упругие и неупругие деформации, химические реакции и физические процессы, типы различных этапов разрушения и их последовательность.

За последние 15 лет в этих областях достигнут значительный прогресс. Интенсивно проводились исследования деформирования и разрыва молекулярных цепей, кристаллов и морфологических структур. Выяснению влияния этих процессов на прочность полимерных материалов особенно способствовали разработка и применение спектроскопических методов (ЭПР, ИКС) и методов механики разрушения. Цель настоящей книги — увязать общепринятые статистическую, параметрическую и континуальную концепции явлений разрушения с новыми результатами исследования поведения сильно напряжённых молекулярных цепей.

Здесь будут рассмотрены предельная деформация цепей, кинетика образования свободных радикалов механическим путём и их реакций, начало роста и распространение обычных трещин, трещин «серебра», а также дано объяснение сопротивления и критического коэффициента интенсивности напряжений и удельной энергии разрушения с точки зрения представлений о молекулярной структуре. Хотя основной интерес представляют именно эти вопросы, оказалось невозможным привести всю литературу по перечисленным проблемам. Автор заранее просит извинить его за все намеренные и случайные пропуски, которые будут обнаружены. Во всяком случае, в этой книге упоминается известная литература по морфологии, вязкоупругости, деформативности и разрушению полимеров. Надеюсь, что для объяснения разрушения полимеров с точки зрения молекулярных представлений она будет полезным дополнением к данной монографии.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Г. Кауш
Лозанна, сентябрь 1978 г.

Книги на ту же тему

1. Дефектность и эксплуатационные свойства полимерных материалов, Манин В. Н., Громов А. Н., Григорьев В. П., 1986
2. Структура и механические свойства полимеров: Учебное пособие для вузов. — 2-е изд., переработ. и доп., Гуль В. Е., Кулезнев В. Н., 1972
3. Структура макромолекул в растворах, Цветков В. Н., Эскин В. Е., Френкель С. Я., 1964
4. Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения, Малкин А. Я., Чалых А. Е., 1979
5. Высокодисперсное ориентированное состояние полимеров, Волынский А. Л., Бакеев Н. Ф., 1984
6. Жидкокристаллический порядок в полимерах, Вендорф Д., Цветков В. Н., Рюмцев Е. И., Штенникова И. Н., Блюмштейн А., Хсу Э., Престон Д., Самульски Э., Галло Б., Бэрд Д., Булиган И., Шнейдер Н., Деспер К., Бирс Д., 1981
7. Полиоксиметилены, Берлин А. А., Дебердеев Р. Я., Перухин Ю. В., Гарипов Р. М., 2008
8. Введение в теорию трения полимеров, Айнбиндер С. Б., Тюнина Э. Л., 1978
9. Введение в физику полимеров, Перепечко И. И., 1978
10. Течение полимеров, Мидлман С., 1971
11. Механические свойства твёрдых полимеров, Уорд И., 1975
12. Растворы высокомолекулярных соединений. — 2-е изд., Воюцкий С. С., 1960
13. Высокомолекулярные соединения: Учебное пособие для университетов. — 2-е изд., переработ, и доп., Шур А. М., 1971
14. Физикохимия полимеров. — 3-е изд., перераб., Тагер А. А., 1978
15. Химическая физика старения и стабилизации полимеров, Эмануэль Н. М., Бучаченко А. Л., 1982
16. Фотодеструкция, фотоокисление, фотостабилизация полимеров, Рэнби Б., Рабек Я., 1978
17. Действие лазерного излучения на полимерные материалы: Научные основы и прикладные задачи. в 2-х книгах (комплект из 2 книг), Виноградов Б. А., Перепёлкин К. Е., Мещерякова Г. П., 2006
18. Прочность полимерных материалов, Нарисава И., 1987
19. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений, Микитаев А. К., Козлов Г. В., Заиков Г. Е., 2009
20. Роль поверхностных явлений в структурно-механическом поведении твёрдых полимеров, Волынский А. Л., Бакеев Н. Ф., 2014
21. Теплофизические методы исследования полимеров, Годовский Ю. К., 1976
22. Термодинамика полимеризации, Савада X., 1979
23. Надмолекулярная структура полимеров, Марихин В. А., Мясникова Л. П., 1977
24. Диэлектрики и радиация: Кн. 5: Диэлектрические свойства полимеров в полях ионизирующих излучений, Тютнев А. П., Саенко B. C., Пожидаев Е. Д., Костюков Н. С., 2005
25. Вакуумно-плазменное и плазменно-растворное модифицирование полимерных материалов, Кутепов A. M., Захаров А. Г., Максимов А. И., 2004
26. Экспериментальная механика: В 2-х книгах (комплект из 2 книг), Кобаяси А., ред., 1990
27. Ползучесть элементов конструкций. — 2-е изд. стереотип., Работнов Ю. Н., 2014
28. Элементы наследственной механики твёрдых тел, Работнов Ю. Н., 1977
29. Методы физико-химической кинетики, Туницкий Н. Н., Каминский В. А., Тимашев С. Ф., 1972
30. Демпфирование колебаний механических систем покрытиями из полимерных материалов, Чернышев В. М., 2004
31. Гребнеобразные полимеры и жидкие кристаллы, Платэ Н. А., Шибаев В. П., 1980
32. Студнеобразное состояние полимеров, Папков С. П., 1974
33. Макромолекулярные реакции в расплавах и смесях полимеров: теория и эксперимент, Платэ Н. А., Литманович А. Д., Кудрявцев Я. В., 2008
34. Основы химии и технологии мономеров: Учебное пособие, Платэ Н. А., Сливинский Е. В., 2002
35. Практикум по технологии полимеризационных пластических масс, Григорьев А. П., 1964
36. Физико-химические основы производства полимерных плёнок: Учебное пособие для вузов, Гуль В. Е., Дьяконова В. П., 1978
37. Клеевые соединения, Вильнав Ж. Ж., 2007
38. Механика разрушения для строителей: Учебное пособие для строительных вузов, Зайцев Ю. В., 1991
39. Динамика разрушения деформируемого тела, Ионов В. Н., Селиванов В. В., 1987