Молекулярной составляющей

Трибосистема испытывает внешнее энергетическое воздействие, характеризуемое нагрузкой /V, скоростью скольжения V (блок Л). Порождаемая ими энергия трения Е и температура окружающей среды Тс передаются в некотором соотношении двум трущимся телам (металлическому / и полимерному 2 трибосистемы, блоки В, и б2), термодинамические свойства и состояние которых определяются соответствующими граничными условиями - параметрами: Ср} и Ср2 ~ теплоемкостью, М и Л/ 2 - массой, Т", и Т2 - температурой. Энергия трения вызывает повышение температуры и структурные изменения в контактирующих объемах (последнее относится главным образом к телу 2), которые направлены на снижение упорядоченности структуры (уменьшение степени кристалличности, увеличение аморфной фазы полимера) и на увеличение конфигурационной энтропии. Указанные процессы сопровождаются изменением энтропии металлической и полимерной фаз системы, определяемых соответствующим производством избыточной энтропии, поскольку на данном этапе трения (приработка) термодинамические силы (например, температура, концентрация частиц наполнителей полимерной фазы) не остаются постоянными. Увеличение энтропии системы и структурные изменения в полимерной фазе, связанные с увеличением молекулярной подвижности, под влиянием флуктуации приводят к образованию из разупорядоченной (аморфной) структуры более упорядоченных диссипативных трибоструктур (блоки С\ и С2 ) с характерным для этого этапа трения локальным производством

39. Дущенко В. П., Краснобокий Ю. Н. Калориметрические исследования молекулярной подвижности в наполненной пластифицированной эпоксидной смоле.—«Инженерно-физический журнал», 1971, т. 20, № 5.

87. Дущенко В. П., Краснобокий Ю. Н. Калориметрические исследования молекулярной 'подвижности в наполненной пластифицированной эпоксидной смоле.•— «Инженерно-физический журнал» 1971 т. 20, № 5.

электрического поля (следовательно, возникает еще одна возможность уширения линии), во-вторых, усреднение градиента электричес-ского поля по кристаллу (следовательно, имеет место сдвиг резонансной частоты). На этом основании как стационарную, так и импульсную методики ЯКР успешно применяют при изучении молекулярной подвижности и фазо-; вых переходов. ..:..

Трибосистема испытывает внешнее энергетическое воздействие, характеризуемое нагрузкой N, скоростью скольжения V (блок Л). Порождаемая ими энергия трения Е и температура окружающей среды Тс передаются в некотором соотношении двум трущимся телам (металлическому / и полимерному 2 трибосистемы, блоки В\ и #2), термодинамические свойства и состояние которых определяются соответствующими граничными условиями - параметрами: Ср1 и Ср2 ~ теплоемкостью, Mt и /V/2 — массой, Т\ и Tj — температурой. Энергия трения вызывает повышение температуры и структурные изменения в контактирующих объемах (последнее относится главным образом к телу 2), которые направлены на снижение упорядоченности структуры (уменьшение степени кристалличности, увеличение аморфной фазы полимера) и на увеличение конфигурационной энтропии. Указанные процессы сопровождаются изменением энтропии металлической и полимерной фаз системы, определяемых соответствующим производством избыточной энтропии, поскольку на данном этапе трения (приработка) термодинамические силы (например, температура, концентрация частиц наполнителей полимерной фазы) не остаются постоянными. Увеличение энтропии системы и структурные изменения в полимерной фазе, связанные с увеличением молекулярной подвижности, под влиянием флуктуации приводят к образованию из разупорядоченной (аморфной) структуры более упорядоченных диссипативных трибоструктур (блоки С\ и С2) с характерным для этого этапа трения локальным производством энтропии в = dS/dt в элементарных объемах контактирующих поверхностей. На этом этапе завершается формирование пленки фрикционного переноса с параметрами Сгз и Л^з и переход системы в стационарное состояние, при этом часть порождаемой внутри системы энтропии в виде потока Js рассеивается средой (блоки D, и D2), другая идет на

Сшивание полимерных цепей химическими связями увеличивает Тс вследствие ограничения молекулярной подвижности [52— 62]. При низкой степени сшивания, например при вулканизации каучука, Тс возрастает мало по сравнению с невулканизованным каучуком. Однако в густосетчатых полимерах, таких, как отвер-жденные фенолоформальдегидные или эпоксидные смолы, Тс резко возрастает при повышении частоты химических узлов сетки

гут быть распад напряженных кристаллитов и вращение кристаллитов, приводящее к релаксации напряжений, а также повышение молекулярной подвижности в аморфной фазе с повышением температуры [25]. Все эти явления протекают быстрее с повышением температуры.

Ползучесть и релаксация напряжения охватывают значительные периоды времени, поэтому они чувствительны к формам молекулярных движений с большими временами релаксации. Эти методы дают мало непосредственной информации о кратковременной молекулярной подвижности. Однако, используя принцип температурно-временной суперпозиции., и уравнение ВЛФ, можно охватить и короткие периоды времени, которые трудно исследовать экспериментально.

Механические свойства полимера определяются распределением времен релаксации или запаздывания, которое в свою очередь зависит от многочисленных структурно-молекулярных факторов и условий окружающей среды. При Т < Тс важнейшим параметром, определяющим темп ползучести и релаксации напряжения аморфного полимера, является-его свободный объем. Молекулярная подвижность не может реализоваться в отсутствие необходимого объема, следовательно, чем больше свободный объем в полимере, тем больше форм теплового движения может реализоваться. Свободный объем может быть уменьшен понижением температуры, а также отжигом при температуре, близкой к Тс. Все эти факторы соответственно понижают ползучесть и релаксацию напряжения. В стеклообразных полимерах ниже Тс свободный объем может быть так мал, что возможна только незначительная ползучесть или релаксация напряжения вследствие молекулярной подвижности. В таких полимерах наибольший вклад в ползучесть или релаксацию напряжения вносят процессы образования микротрещин.

Большое теоретическое и прикладное значение динамических механических свойств полимеров обусловлено рядом причин. Динамический модуль упругости, как и модуль, измеренный любым другим методом, является важнейшим показателем деформационных свойств полимеров. Значение показателей механических потерь менее известно. Эти показатели служат наиболее чувствительным индикатором всех форм молекулярной подвижности в полимерах, особенно в стеклообразном состоянии.

молекулярной подвижности при свободном объеме, большем его равновесного значения, проявляется в понижении модуля упругости и возрастании механических потерь.

где а - средняя интенсивность молекулярной составляющей силы трения; 5ф - фактическая площадь контакта; h - коэффициент, характеризующий механическую составляющую силы трения; Р — сила давления.

Приведенные двухчленные выражения для силы и коэффициента трения применимы как в случаях трения без смазочного материала, так и при смазывании трущихся поверхностей. Многие исследователи (Хольм, Стренг, Льюис и др.) считают, что составляющая силы трения, обусловленная пластической деформацией (механическим взаимодействием) поверхностей, равна нескольким процентам от суммарной силы трения. Этот вывод подтверждается результатами исследования трения поверхности в вакуумной камере, которые показывают, что при трении в вакууме высокое значение силы трения обусловлено молекулярной составляющей.

Полученные в результате эксперимента значения молекулярной составляющей коэффициента трения позволяют вычислить сдвиговое сопротивление молекулярной связи ta = fKon-Pr.

63. .Ляпин К. С. Экспериментальное исследование молекулярной составляющей силы трения покоя. Канд. дисс. М., 1971.

В зонах фактического Тсасания поверхности сближаются на такие расстояния, при которых между частицами (атомами, ионами, молекулами), входящими в состав твердых тел, проявляются микроскопические межатомные, межмолекулярные, а также макроскопические (силы Лившица) взаимодействия. Можно считать, что эти силы имеют электрическое происхождение. В результате их действия в зонах фактического касания могут образоваться межатомные (ковалент-ная, ионная, металлическая) или межмолекулярная связи, обусловленные дисперсионными, ориентационными или индукционными силами. Обычно связи возникают не между самими контактирующими твердыми телами, а между пленками, покрывающими их поверхности. Строение этих пленок, появляющихся в результате физической адсорбции и хемосорбционных процессов, сложное. При относительном скольжении образованные связи разрушаются и возникают вновь. Генерируемое при этом сопротивление относительному скольжению называют молекулярной составляющей силы трения. Общая сила трения будет равна сумме сил трения, возникающих на единичных микроконтактах. Молекулярную составляющую силы трения, возникающую в зоне касания произвольной микронеровности, вычислить теоретически невозможно вследствие сложности строения и химического состава пленок, покрывающих поверхности твердых тел. Ее приближенно определяют следующим образом:

то величина 1—а выражает долю молекулярной составляющей

Более надежные результаты можно получить при непосредственном измерении пульсаций скоростей и температур и их корреляций v't' и и'и'. По крайней мере, для турбулентного ядра потока можно пренебречь молекулярной составляющей. Заменив производные отношением At/Аи, получим формулу

*2 Избирательный перенос (ИП) — вид фрикционного взаимодействия, характеризуемый в основном молекулярной составляющей силы трения. Устойчивым признаком ИП является образование защитной металлической пленки, обладающей способностью снижать трение и уменьшать износ.

Уравнение (1-2-58) аналогично уравнению переноса любой субстанции (1-2-3). Роль источника угловых моментов движения играет аксиальный вектор У , величина (7хР) является молекулярной составляющей частью переноса угловых моментов, a p^fT— конвективной составляющей переноса.

где а — средняя интенсивность молекулярной составляющей силы трения; 5ф — фактическая площадь контакта; b — коэффициент, характеризующий механическую составляющую силы трения; Р — сила давления.

где а — средняя интенсивность молекулярной составляющей силы трения; 5ф - фактическая площадь контакта; b — коэффициент, характеризующий механическую составляющую силы трения; Р — сила давления.