Механические свойства, физика прочности и пластичность

Специфика статистики упругих и деформационно-прочностных свойств высокопрочных волокон полипропилена

Ю. М. Бойко^a, В. А. Марихин^a, О. А. Москалюк^b, Л. П. Мясникова<sup>a

a</sup> Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
^b Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Закономерности статистических распределений комплекса механических характеристик, включая модуль упругости $(E)$, прочность $(\sigma)$ и деформацию при разрыве $(\varepsilon_b)$, высокопрочных промышленных ориентированных волокон полипропилена (ПП) проанализированы с помощью моделей Вейбулла и Гаусса на базе большого массива измерений (по 50 идентичных образцов в каждой серии). Рассчитаны значения статистического модуля Вейбулла $(m)$ – параметра, характеризующего разброс измеренных значений массивов данных $E$, $\sigma$ и $\varepsilon_b$ для образцов ПП двух типов: единичных волокон (мононитей) и полифиламентных волокон, состоящих из нескольких сотен единичных волокон. Для полифиламентных волокон ПП получено более корректное описание распределений $E$, $\sigma$ и $\varepsilon_b$ как в рамках нормального распределения (распределения Гаусса), так и в рамках распределения Вейбулла по сравнению с описанием таких распределений для мононитей ПП. Анализируется влияние конформации цепи полимера на закономерности статистических распределений $E$, $\sigma$ и $\varepsilon_b$ для высокопрочных ориентированных полимерных материалов с различным химическим строением цепи и на корректность их описания в рамках моделей Гаусса и Вейбулла. С этой целью сопоставляются значения $m$, рассчитанные в настоящей работе для ПП, имеющего спиралевидную конформацию цепи, со значениями $m$, определенными нами ранее для сверхвысокомолекулярного полиэтилена и полиамида-6 с конформациями цепей в виде плоского транс-зигзага.

Ключевые слова: полипропилен, механические свойства, статистический анализ, распределение Вейбулла, распределение Гаусса.

Поступила в редакцию: 07.09.2021
Исправленный вариант: 07.09.2021
Принята в печать: 15.09.2021

DOI: 10.21883/FTT.2022.01.51836.199

Реферативные базы данных:

•