مسرد المصطلحات

تأثير مولينز

يصف تأثير مولينز ظاهرة نموذجية للمواد المطاطية.

إذا تم تسجيل منحنى الإجهاد والإجهاد لعينة شريطية، عن طريق برنامج مثل برنامج الاختبار العالمي الخاص ب NETZSCH DMA Eplexor®®، يمكن ملاحظة ما يسمى بتأثير مولينز - لا ينبغي الخلط بينه وبين تأثير باين.

متى يحدث تأثير مولينز؟

ينتج عن تمدد العينة بمعدل تشوه ثابت - على سبيل المثال، من نقطة البداية إلى نقطة نهاية المنحنى 3 (الشكل 1) - زيادة في الإجهادخلال هذه الفترة. إذا تم إيقاف التشوه عند نهاية المنحنى 3 و"عادت" العينة إلى حالتها الأولية بنفس معدل التشوه، فإن الإجهاد يأخذ مسارًا مختلفًا (المنحنى 4).

إذا تم بعد ذلك تمدد العينة مرة أخرى (بنفس معدل التشوه السابق)، فيمكن رؤية سلوك "مثير للاهتمام" في نهاية المنحنى 5، والذي يصفه تأثير مولينز:

مع زيادة الإجهاد، يمتد الإجهاد أولاً على طول المنحنى 4 ثم يتبع مسار المنحنى 5 حتى نقطة نهاية المنحنى 5. ويؤدي عكس معدل الإجهاد مرة أخرى إلى مسار جديد آخر للإجهاد، يوصف في هذا المثال بالمنحنى 6.

لكن ما الذي يحدث على المستوى الجزيئي؟

إذا تعرضت عينة الشد أو العينة الشريطية لسلالات ماكروسكوبية، فإن سلاسل البوليمر المترابطة داخل المادة "تتمدد" (الشكل 2).
ومن الناحية الماكروسكوبية، فإن العينات تكون بذلك ممدودة بشكل كبير.

تتفكك مواد الحشو مثل أسود الكربون، التي تشكل ما يسمى ب "العناقيد" داخل شبكة البوليمر، وبالتالي تقلل من مقاومتها الميكانيكية للتشوه المطبق. في ما يسمى بالحالة "البكر"، بالنسبة للعينات غير المجهدة ميكانيكيًا - أي شبكة البوليمر غير المجهدة و"العناقيد" غير المجهدة - تكون صلابة المواد عالية.

وبناءً على ذلك، يلزم وجود قوة أو إجهاد عالٍ لسحب العينة (المنحنى 3). هذا التدمير الجزئي "للعنقود" هو السبب في أن القوة المطلوبة أثناء دورة التفريغ (المنحنى 4) أقل بكثير. إذا تم عكس اتجاه التحميل مرة أخرى كما هو موضح أعلاه، فإن منحنى الإجهاد-الإجهاد يسير في البداية على طول المنحنى 4.

جميع الهياكل العنقودية التي تم تدميرها في الوقت الذي تم فيه الوصول إلى نقطة نهاية المنحنى 3 خلال الدورة الأولى، تظل بالطبع مدمرة.

هذا هو السبب في أن مخطط الإجهاد-الإجهاد يتبع منحنى القطعة 4 مرة أخرى. إن الزيادة المستمرة في الإجهاد، مرة أخرى فيما يتعلق بالزيادة المستمرة في القوة، هي التي تؤدي إلى تكرار التدمير الجزئي وتفكيك العناقيد التي لا تزال موجودة.

يستمر حجم العناقيد التي تتعرض للتدمير في التناقص مع زيادة الإجهاد. أولاً، بالطبع، تتعرض "العناقيد" الكبيرة، التي لا تزال موجودة في العينة في حالة "عذراء" في بداية اختبار الإجهاد-الإجهاد، للتدمير أثناء التجربة. فقط عند المستويات الأعلى من الإجهاد، تتعرض العناقيد الأصغر أيضًا لمزيد من التدمير الجزئي.

هل لديك أي أسئلة؟

سيسعد خبراؤنا بمساعدتك.

اتصل بنا

المنتجات المناسبة لقياسك