Глоссарий
Эффект Маллинса
Эффект Маллинса описывает явление, характерное для резиновых материалов.
Если записать кривую напряжения-деформации для образца полосы с помощью такой программы, как Универсальная программа испытаний NETZSCH DMA Eplexor®®, можно наблюдать так называемый эффект Маллинса - не путать с эффектом Пейна.
Когда возникает эффект Маллинса?
Расширение образца при постоянной скорости деформации - например, от начальной точки до конечной точки кривой 3 (рис. 1) - приводит к увеличению напряженияв этом интервале. Если деформация прекращается в конце кривой 3 и образец "возвращается" в исходное состояние при той же скорости деформации, напряжение принимает другой вид (кривая 4).
Если после этого образец снова расширить (при той же скорости деформации, что и раньше), то к концу кривой 5 можно наблюдать "интригующее" поведение, описываемое эффектом Маллинса:
При увеличении деформации напряжение сначала идет по кривой 4, а затем следует по кривой 5 до конечной точки кривой 5. Изменение скорости деформации на противоположную приводит к появлению еще одного нового хода для напряжения, описываемого в данном примере кривой 6.
Что же происходит на молекулярном уровне?
Если образец на растяжение или ленту подвергнуть макроскопической деформации, сшитые полимерные цепи в материале "растянутся" (рис. 2).
Макроскопически образцы при этом значительно удлиняются.
Наполнители, такие как сажа, образующие так называемые "кластеры" в полимерной сети, разрушаются и тем самым снижают механическую устойчивость к приложенной деформации. В так называемом "девственном" состоянии для механически ненапряженных образцов - т.е. ненапряженной полимерной сети и ненапряженных "кластеров" - жесткость материала высока.
Соответственно, для того чтобы раздвинуть образец, требуется большое усилие или напряжение (кривая 3). Это частичное разрушение "кластера" является причиной того, что сила, требуемая во время цикла разгрузки (кривая 4), значительно ниже. Если направление нагрузки снова изменить на противоположное, как описано выше, то кривая напряжения-деформации первоначально будет проходить по кривой 4.
Все кластерные структуры, которые были разрушены к моменту достижения конечной точки кривой 3 в течение первого цикла, разумеется, остаются разрушенными.
Поэтому диаграмма "напряжение-деформация" снова идет по кривой участка 4. Только дальнейшее увеличение деформации, опять же в связи с дальнейшим увеличением силы, приводит к повторному частичному разрушению и дальнейшему разрушению еще существующих кластеров.
Размер кластеров, подвергающихся разрушению, продолжает уменьшаться с увеличением деформации. Сначала, конечно, разрушению в ходе эксперимента подвергаются "кластеры" large, которые еще присутствуют в образце в "девственном" состоянии в начале стресс-деформационного испытания. Только при более высоких уровнях деформации кластеры smaller также подвергаются дальнейшему частичному разрушению.
