Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Понятие устойчивости системы 9
1.2. Эйлеровская потеря устойчивости 12
1.3. Распространение шейки при растяжении полимера 15
Критерии появления пластичности 19
Механизмы образования шейки 21
Тепловые эффекты при распространении шейки 22
Автоколебательное распространение шейки 23
Режимы возбуждения автоколебаний 23
Низкотемпературная скачкообразная деформация в металлах 24
Периодические колебания при растяжении полиэтилентерефталата 30
1.4. Другие виды неустойчивостей полимерных систем 40
Неоднородное набухание полимеров 40
Деформация полимерных жидких кристаллов смектического типа 42
Полимеры с тонкими жесткими покрытиями 42
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 51
ГЛАВА 3. Общность явления автоколебательного распространения шейки 55
3.1. Автоколебательное распространение шейки в аморфных и аморфнокристаллических полимерах 55
3.2. Обсуждение результатов 77
3.3. Выводы по главе 3 79
ГЛАВА 4. Распределение температуры перед фронтом распространения шейки в полимерах 80
4.1. Стационарное решение уравнений Тоды 80
4.2. Влияние скорости растяжения на напряжение вытяжки 87
4.3. Параметры уравнения Эйринга 89
4.4. Результаты теоретических расчетов 91
4.5. Критическая длина образца при инициации автоколебаний 94
4.6. Влияние отжига на инициацию автоколебаний в ПЭТФ 101
4.7. Взаимосвязь возникновения автоколебаний в полимере с полосами сдвига 107
4.8. Влияние температуры растяжения на инициацию автоколебаний в ПЭТФ 112
4.9. Влияние влажности на инициацию автоколебаний в ПА-6 112
4.10. Испытание на наличие полос сдвига в ПВХ и ПП 117
4.11. Поведение ПЭФТ при изменении скорости растяжения 117
4.12. Выводы по главе 3 121
ГЛАВА 5. Жесткий режим возбуждения автоколебательного процесса 122
5.1. Малоамплитудные колебания 122
5.2. Жесткий характер возбуждения автоколебательного распространения шейки 122
5.3. Проверка критерия Давиденкова 125
5.4. Колебания сложной формы 130
5.4.1. Удвоение периода 130
5.4.2. Колебания более сложной формы 132
5.5. Обсуждение результатов 141
5.6. Выводы 141
Общие выводы 142
Список использованной литературы 143
- Распространение шейки при растяжении полимера
- Периодические колебания при растяжении полиэтилентерефталата
- Автоколебательное распространение шейки в аморфных и аморфнокристаллических полимерах
- Взаимосвязь возникновения автоколебаний в полимере с полосами сдвига
Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы большой интерес проявляется к механическим автоколебательным процессам в твердых телах. В частности, к автоколебательным явлениям, возникающим при механическом растяжении полимеров. Пластическое деформирование неориентированных полимеров при растяжении обычно осуществляется по механизму распространения шейки. При растяжении с постоянной скоростью напряжение вытяжки и скорость роста шейки обычно постоянны. Однако при вытяжке неориентированного аморфного полиэтилентерефталата при некоторых условиях роста шейки возникают периодические колебания скорости распространения шейки и нагрузки [1]. Скачки фронта шейки обусловлены разогревом полимера в узкой зоне перехода полимера в шейку, а разогрев вызван переходом в тепло механической работы, совершаемой над полимером.
Механизм автоколебаний при распространении шейки теоретически
исследовали Н.Н. Давиденков [2] и Г.И. Баренблатт [3]. Однако
экспериментальная проверка выявила целый ряд принципиальных
расхождений теории и эксперимента. Актуальность данной работы
обусловлена необходимостью выяснения закономерностей
автоколебательного режима распространения шейки, которое в перспективе позволит создать теорию явления.
Цель работы состоит в исследовании степени общности автоколебательного распространения шейки в различных полимерных материалах и изучении условий и особенностей его возникновения. Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:
Исследовать широкий ряд полимеров для выявления общности явления
автоколебательного распространения шейки.
Исследовать влияние условий испытания (температуры, влажности) на возникновение автоколебательного распространения шейки.
Исследовать характер возбуждения автоколебательного распространения шейки.
Научная новизна
Впервые обнаружены колебания в ПЭВП, изотактическом ПП и ПА-6.
Установлено, что при растяжении автоколебательный режим распространения шейки является общим явлением для полимеров, деформирующихся путем распространения шейки. Автоколебания появляются, если длина образца превышает некоторое критическое значение. Полимеры характеризуются различной критической длиной, которая может варьироваться от 5 мм до 7 метров в зависимости от типа полимера и скорости растяжения.
Установлено, что кристаллизация полимера ПЭТФ в процессе вытяжки не является необходимым условием возникновения автоколебаний.
Установлено, что важным параметром, определяющим условия возникновения автоколебаний, является теплопроводность полимера.
Установлено, что при инициации автоколебаний важную роль играют поры. Порообразование происходит гораздо интенсивнее, если образец деформируется по полосам сдвига.
Если полосы сдвига не появляются, то критическая длина значительна, и для возбуждения автоколебаний необходима дополнительная пружина, искусственно увеличивающая податливость образца, как в случае ПЭВП и ПП.
Установлено, что возбуждение высокоамплитудных колебаний в ПЭТФ носит жесткий характер. Иными словами, критическая длина уменьшается при увеличении величины отклонения растягивающего напряжения от равновесного напряжения вытяжки.
Впервые обнаружены колебания удвоенной частоты в ПП, а также колебания более сложного периода в ПЭТФ.
Построена модель распространяющегося фронта шейки. В рамках модели получено стационарное решение уравнения, описывающего распределение температуры во фронте распространения шейки. Показано, что толщина зоны прогрева при низких скоростях распространения постоянна, а при высоких скоростях обратно пропорциональна скорости распространения.
Достоверность полученных результатов обеспечивается корректным применением экспериментально-измерительных средств и методов обработки экспериментальных результатов. Примененная в исследовании аппаратура откалибрована по эталонам.
Положения, выносимые на защиту:
Выяснено, что автоколебания нагрузки при распространении шейки являются общим явлением, характерным для целого ряда полимеров.
Кристаллизация полимера при вытяжке не является определяющей в процессе автоколебаний.
Важным параметром, определяющим условия возникновения автоколебаний, является теплопроводность полимера. При высоких скоростях растяжения критическая податливость (длина) образца, при которой возникают колебания, обратно пропорциональна теплопроводности материала.
Установлено, что отжиг ПЭТФ в воде влияет на условия возникновения автоколебаний. Отожженный полимер деформируется по полосам сдвига и образуются поры. Деформация отожженного в воде полимера происходит без образования полос сдвига, и поры не образуются. В последнем
случае для возбуждения колебательного процесса необходима дополнительная пружина, искусственно увеличивающая податливость образца. 5. Установлено, что возбуждение высокоамплитудных колебаний в ПЭТФ носит жесткий характер.
Практическая значимость работы определяется возможностью получения ориентированного вспененного материала пониженной плотности.
Апробация работы
Основные результаты работы были представлены на научной конференции отдела полимеров и композиционных материалов «Полимеры 2003»; на третьей Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры 2004» (Россия,2004).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 4 статьи.
Распространение шейки при растяжении полимера
Если шарик лежит на ровной горизонтальной поверхности (рис. 1.1 в), то данное положение также является устойчивым, но оно качественно отличается от первого. Если в первом случае шарик возвращался в исходное положение равновесия, то в последнем случае он остается в новом положении равновесия. Такое состояние равновесия называют безразличным.
Исходя из сказанного, можно дать следующее определение устойчивого положения равновесия. Если при действии малых возмущений тело отклоняется от своего исходного состояния равновесия незначительно, то такое состояние называется устойчивым. Это определение по смыслу близко к математическому определению устойчивости, данному Ляпуновым [4]. Если же состояние равновесия тела не обладает этим свойством, то оно называется неустойчивым [5,6].
Примеры потери устойчивости в полимерных системах Все примеры неустойчивости в поле действия разных сил делят на два класса: 1. Эйлеровская потеря устойчивости [5, 6, 7]. Этот вид потери устойчивости имеет место в случае механического одноосного сжатия упругого стержня. В этих явлениях решающую роль играют макроскопические механические свойства материалов. Более подробно она будет описана ниже. 2. Потеря устойчивости в неравновесных термодинамических системах [8, 9, 10, 11]. Наиболее общими признаками неравновесного состояния системы является постоянный приток в систему энергии или (и) вещества, большие отклонения от равновесия, кооперативное поведение подсистем. Эволюция указанных систем приводит к самопроизвольному возникновению пространственно-временных высокоорганизованных структур, которые были названы диссипативными структурами. Механизм указанных явлений изложен в трудах Пригожина [8, 9]. "Одним примером неустойчивости стационарного состояния, приводящей к явлению спонтанной самоорганизации, является неустойчивость Бенара. Она возникает в горизонтальном слое жидкости с градиентом температуры. Нижняя поверхность слоя жидкости нагревается до заданной температуры, более высокой, чем температура верхней поверхности. При таких граничных условиях в слое жидкости устанавливается стационарный поток тепла, идущий снизу вверх. Когда приложенный градиент температуры достигает некоторого порогового значения, состояние покоя жидкости (стационарное состояние, в котором перенос тепла осуществляется только с помощью теплопроводности, без конвекции) становится неустойчивым. Возникает конвекция, соответствующая когерентному, т. е. согласованному, движению жидкости; при этом перенос тепла увеличивается. Следовательно, при заданных связях (величине градиента температуры) производство энтропии в системе возрастает, что противоречит теореме о минимуме производства энтропии. Конвективное движение жидкости порождает сложную пространственную организацию системы. Миллионы молекул движутся согласованно, образуя конвективные ячейки в форме правильных шестиугольников некоторого характерного размера" (рис. 1.2). Можно отметить два достаточно общих признака явлений неустойчивости: 1. Они носят критический, пороговый характер. 2. Как правило, процессы, вызываемые потерей устойчивости, приводят к спонтанному возникновению систем, имеющих упорядоченную, регулярную структуру. Резкой границы между указанными явлениями, видимо, нет.
На рисунке 1.3 (а, б) представлен классический случай эйлеровской потери устойчивости. При одноосном сжатии прямого стержня он вначале несет нагрузку, оставаясь прямым (а), но при достижении критической нагрузки теряет устойчивость и изгибается (б). Величина критической силы описывается формулой: где I - момент инерции сечения, равный для стержня прямоугольного Wh3 сечения —-, W - ширина, h - толщина, L - длина стержня, Е - модуль Юнга материала, из которого сделан стержень. Выражение для значения критической силы F было получено в 1744 году математиком Леонардом Эйлером. 1.3. Распространение шейки при растяжении полимера У полимеров пластическое деформирование, как правило, происходит постепенно; пластическое деформирование является непрерывным процессом, а кривые деформации - гладкими и непрерывными (рис. 1.4) [12]. На рис. 1.4 представлена диаграмма растяжения пластического полимерного материала в координатах инженерное напряжение -деформация. Инженерное напряжение а по определению равно отношению приложенной силы к начальному поперечному сечению недеформированного стержня 0" = % На диаграмме можно выделить несколько областей, соответствующих различным стадиям нагружения: 1. Зона упругости. На начальной стадии нагружения до некоторой точки А диаграмма растяжения представляет собой наклонную прямую, проходящую через начало системы координат, что указывает на прямую пропорциональность между нагрузкой и деформацией, то есть на справедливость закона Гука т = Ее, где а - инженерное напряжение, є - относительное удлинение, равное отношению изменения длины
Периодические колебания при растяжении полиэтилентерефталата
В результате возникают напряжения, близкие к теоретической прочности при сдвиге, которые приводят к движению и размножению дислокаций. Препятствиями для скоплений являются примесные атомы, другие дислокации, границы зерен. Последние являются труднопреодолимыми. Движение дислокаций после достижения катастрофической ситуации в голове скопления происходит с весьма большими скоростями.
В процессе такой резкой деформации на фоне плавной деформации, как и в любом случае деформирования, часть затраченной работы превращается в тепло, которое при пониженной температуры за счет малой теплоемкости может привести к разогреву образца. Этот разогрев может несколько облегчить сдвиг при скачке, если предел текучести сильно понижается при увеличении температуры. В основе термического механизма (механизм «адиабатической деформации») лежит следующее предположение: при низких температурах удельная теплоемкость металла пропорциональна третьей степени температуры, и поэтому подвод энергии вызывает локальное возрастание температуры, тем большее, чем ниже общая температура.
Если напряжение течения уменьшается с повышением температуры, то в результате локального нагрева возможно снижение напряжения течения, перекрывающее его повышение, связанное с деформационным упрочнением. Условия при такой ситуации нестабильны, и течение нагретого участка образца ускоряется при действии снижающегося приложенного напряжения; при достижении некоторого минимального напряжения течение прекращается и нагрузка возрастает до ее первоначального значения в условиях упругой деформации, после чего может снова начаться течение.
Тепловая энергия, выделяющаяся в процессе деформирования как доля затраченной работы, локализуется в определенных областях образца. При этом предполагаются адиабатические условия деформирования. В тех областях, где локализовано выделение тепла, происходит разогрев кристалла, и напряжение деформирования падает. Величина локальных всплесков температуры зависит от теплопроводности металла и возникает лавинообразный сдвиг.
Н. Н. Давиденков для объяснения автоколебательного распространения шейки в металлах использовал теорию релаксационных колебаний. Рассматривая осциллятор на движущейся ленте (рис. 1.9а), Давиденков вывел условия возникновения разрывных автоколебаний [2, 65-67]. Условием возникновения такого рода автоколебаний является наличие ниспадающей ветви на скоростной зависимости сил сопротивления (рис. 1.96). Критерий неустойчивости имеет вид:
Давиденков привел аналогию такого механизма колебаний с движением осциллятора на движущейся ленте (рис. 1.9). При рассмотрении данной колебательной систем (осциллятор на равномерно движущейся ленте) можно выделить два этапа: на первом этапе из-за трения покоя движущаяся с малой скоростью лента увлекает за собой ползун, растягивая за собой пружину. Пружина на этом этапе является накопителем энергии. Как только сила упругости будет равна силе трения покоя, происходит срыв ползуна, и сила трения скачком уменьшается. Начинается второй этап - этап раздельного движения ползуна и ленты. Ползун из накопителя превращается в осциллятор, совершая колебательное движение относительно движущейся ленты. Колебания длятся меньше периода, так как скорость осциллятора быстро сравняется со скоростью ленты. В этот момент сила трения скачком возрастет до первоначального значения. Начнется первый этап и все повторится. Таким образом, устанавливаются разрывные периодические автоколебания ползуна, период которых равен сумме продолжительностей двух этапов. Уравнение движения ползуна на первом этапе совпадает с уравнением равномерного движения ленты. Уравнение движения ползуна на втором этапе можно записать следующим образом: где m - масса ползуна, к - коэффициент жесткости, F - сила трения ползуна о ленту, со- относительна скорость ленты по отношению к ползуну.
Решая данное уравнение можно построить предельный цикл автоколебания ползуна на движущейся поверхности (рис.1.9в). Первый этап соответствует прямой линии на фазовой траектории называемой линией разрыва, второй этап - сегменту окружности, радиус которой равен амплитуде колебаний [65, 66].
Периодические колебания при растяжении полиэтилентерефталата Часто пластическое деформирование неориентированных твердых полимеров осуществляется по механизму роста шейки (зоны ориентированного превращения материала). При растяжении с постоянной скоростью напряжение вытяжки (нижний предел текучести) и скорость роста шейки обычно постоянны (рис. 1.4). В 1950-х годах Хуквей, Рот и Шрот обнаружили колебания силы при растяжении волокон полиэтилентерефталата (ПЭТФ). При растягивании образцов из ПЭТФ волокон они обнаружили, что фронт шейки при определенных условиях распространяется не равномерно, а регулярными прыжками, причем напряжение при этом меняется со временем периодически (рис.3.4а,б). Причину подобных колебаний установили Кечекьян, Андрианова и Каргин в 70-х годах прошлого века [1]. Они показали, что в полимерах появление колебательного распространения шейки связано с эффектом локального разогрева при переходе полимера в шейку и нашли, что условия возникновения автоколебаний при растяжении зависят от нескольких физических факторов: 1. Теплоотвода от образца. При растяжении ПЭТФ в определенном интервале скоростей наблюдалось автоколебательное распространение шейки. При растяжении ПЭТФ в воде, обладающей большей, по сравнению с воздухом, теплопроводностью, осуществить автоколебательный процесс в данном интервале скоростей не удавалось; 2. Скорости деформации. Чем выше скорость, тем выше вероятность возникновения периодических колебаний; 3. Упругости образца и системы, осуществляющей его нагружение (чем больше податливость, тем легче осуществить автоколебательный процесс). При автоколебательном распространении шейки в ней наблюдается чередование прозрачных и мутных полос, расположенных перпендикулярно направлению распространения шейки (рис. 3.5а). Ими была предложена схема автоколебательного режима образования шейки.
Автоколебательное распространение шейки в аморфных и аморфнокристаллических полимерах
Размер наблюдаемых ячеек, в частности, зависит от толщины набухающего слоя. По мере проникновения растворителя в объём материала размер ячеек увеличивается. Когда концентрация растворителя во всем объеме выравнивается, система перестает быть двухслойной и регулярный рельеф исчезает [77-79]. Деформация полимерных жидких кристаллов смектического типа Потери устойчивости наблюдается и при механическом воздействии на жидкие кристаллы смектического типа. Такой вид ЖК содержит молекулы сигарообразной формы, большие оси которых ориентированы параллельно друг другу, образуя набор слоев. Толщина слоев порядка длины молекулы. Молекулы расположены перпендикулярно этим слоям (рис. 1.14а) [80-83]. При наложении критической величины механического напряжения в направлении, параллельном слоям, система теряет устойчивость и происходит резкое изменение формы слоев с образованием волнистой периодической структуры (рис. 1.146) [77, 78]. Полимеры с тонкими жесткими покрытиями Явления потери устойчивости наблюдались в многослойных полимерных системах, когда второй слой наносили на полимерную подложку. Механизм образования регулярных складок связан с потерей устойчивости тонкого покрытия при его сжатии на податливой подложке [77, 78, 84-88]. Потеря устойчивости жесткого покрытия на полимерной подложке в условиях ее плоскостного сжатия значительно проще может быть реализована при использовании в качестве основы полимерных пленок, имеющих плоскостную ориентацию, так как величины сжимающих деформаций при этом значительно выше, поскольку усадка ориентированных в плоскости пленок достигает 30 % и более.
В качестве полимера - подложки были использованы ПЭТФ, ПП, ПВХ и т. д. Покрытием служили золото, платина, медь, алюминий, серебро. Во всех случаях при деформировании такого рода систем наблюдали возникновение регулярного микрорельефа (рис. 1.15).
При достижении критической сжимающей нагрузки в результате взаимодействия между внешней приложенной силой и возникающим внутренним сопротивлением со стороны подложки, покрытие принимает синусоидальную форму с периодом волны, равным X.
Величина периода рельефа определяется следующими обстоятельствами: с одной стороны, работа деформации при сжатии твердого покрытия растет с увеличением числа изгибов (с уменьшением периода рельефа). С другой стороны, очевидно, что чем больше период рельефа, тем (при прочих равных условиях) больше его амплитуда. А увеличение амплитуды рельефа означает "выталкивание" части полимера, "прикрепленного" к покрытию на достаточно большое расстояние от его первоначально ровной поверхности. Для такой деформации подложки необходимо приложить значительное усилие, т. е. совершить определенную работу. То есть увеличение периода возникающего рельефа, столь "выгодное" покрытию, совершенно не "выгодно" податливому полимерному основанию. Естественно, что реальный период рельефа, определяемый в прямых измерениях, находится из условия минимума общей энергии деформации в покрытии и подложки.
При исследовании зависимости количества волн от степени сжатия оказалось, что количество волн рельефа в процессе деформирования образца остается постоянным. То есть в процессе деформирования меняется только период рельефа, а не количество волн. В количественном отношении данную зависимость можно представить следующим образом: Х=Хо(1-е), где X -период рельефа, Ао-период рельефа при нулевом сжатии, є-деформация сжатия.
Механизм возникновения регулярного микрорельефа будет различен в зависимости от того, какой будет подложка: 1. Упругая подложка. В этом случае решают задачу, аналогичную сжатию упругой балки. На рис. 1.16 представлена зависимость сжимающей силы N от длины волны X. Функция ЩХ) разделяет рисунок на две области. Область напряжений ниже кривой соответствует устойчивой плоской форме покрытия. Области выше кривой соответствует потере устойчивости. Данная функция имеет минимум в точке X , что соответствует тому, что потеря устойчивости происходит при нагрузках, соответствующих минимуму функции. В условиях, при которых наблюдается возникновение микрорельефа, покрытие должно изгибаться с образованием волнообразного микрорельефа с периодом X. Длина волны периода покрытия X определяется только толщиной покрытия и отношением модулей покрытия и подложки. 2. Пластичная подложка. Экспериментальные данные показывают, что потеря устойчивости твердого покрытия на термопластичных подложках не носит критического характера. Предполагается, что потеря устойчивости покрытия (вспучивание) в некоторой точке происходит когда напряжение в ней достигает величины предела текучести. По мере увеличения амплитуды вспучивания, очевидно, происходит снижение напряжения в окрестностях возникшего возмущения. Если амплитуда достаточно велика, то в результате «вспучивания» покрытия в точке А (рис. 1.17) напряжение падает до нуля. При этом напряжение будет возрастать по мере удаления от точки А. В точке В на некотором расстоянии от точки А, сжимающее напряжение вновь достигает предела текучести и может опять возникнуть «вспучивание». То есть в данном случае происходит локальная потеря устойчивости, которая может реализовываться на дефекте поверхности покрытия.
Взаимосвязь возникновения автоколебаний в полимере с полосами сдвига
Для образца ПП без пружины податливость, равная 9 мм/Н, при которой наблюдается автоколебательный процесс роста шейки, соответствует длине образца 900 мм. Понятно, что образцы такой длины испытываются крайне редко, и поэтому в изотактическом ПП их ранее не наблюдали.
На рис.3.10 показана фотография образца ПП, сделанная с помощью оптического микроскопа. Как видно, здесь так же наблюдается чередование темных и светлых полос, расположенных перпендикулярно направлению растяжения образца (мутные полосы показаны стрелками).
На рис.3.11 приведен график зависимости нижнего предела текучести от скорости растяжения для ПП. Данная зависимость аналогична зависимости, полученной для ПЭТФ. Так же как и в случае ПЭТФ (рис.3.7), на данном графике в интервале скоростей от 60 мм/мин до 500 мм/мин наблюдается спад напряжения с ростом скорости. В отличие от ПЭТФ, колебания в ПП были обнаружены только в диапазоне скоростей, соответствующих спаду напряжения. При более высоких скоростях растяжения колебания не наблюдались.
Диаграмма колебаний образца ПЭВП, испытанного с пружиной податливостью 2 мм/Н, представлена на рис.3.12. Без пружины испытываемый образец имел бы такую податливость при длине 7 м. Автоколебания при растяжении ПЭВП описаны впервые.
На рис.3.13 приведен график зависимости нижнего предела текучести от скорости растяжения для ПЭВП. Здесь тоже наблюдается спад напряжения с ростом скорости в узком диапазоне от 80 мм/мин до 160 мм/мин. Аналогично ПП, автоколебательный процесс был обнаружен лишь в диапазоне скоростей отмеченном штриховкой, и соответствующем спаду нижнего предела текучести.
На рис.3.14 приведена диаграмма колебаний напряжения в образце ПА-6, соединенного последовательно с пружиной податливостью 0.6 мм/Н. Податливость, равную 0.6 мм/Н, образец ПА-6 имел бы при длине 400 мм. Следует заметить, что механические свойства ПА-6 зависят от влажности полимера. Диаграмма растяжения представленная на рис.3.14 соответствует испытаниям, которые проводились при комнатной влажности. Если же перед испытанием образец «высушить», то автоколебания будут наблюдаться и без присоединения пружины. Колебания при растяжении ПА-6 наблюдались ранее в работе [98]. На рис.3.15 приведена оптическая фотография образца ПА-6. Как видно, в образце наблюдается чередование темных и светлых полос, ориентированных перпендикулярно направлению распространения шейки. Диаграмма растяжения ПВХ, на которой видны колебания небольшой амплитуды, приведена на рис.3.16 а. Отметим, что колебания в ПВХ были описаны впервые в работах [96, 97]. Более детальный анализ этой диаграммы (рис.3.16 б) показывает, что на фоне колебаний с периодом 3.5 секунды наблюдаются мелкие колебания, частота которых примерно в 15 раз выше. Общий эффект выглядит как независимое наложение колебаний двух типов. Это позволяет предположить, что колебания указанных типов определяются различными механизмами. Колебания вида, показанного на рис.3.16 б, описаны впервые. Таким образом, колебательное распространение шейки наблюдается при растяжении целого ряда полимеров. Это свидетельствует об общем характере рассматриваемого явления. Однако автоколебания возникают лишь при выполнении нескольких условий: 1. Полимер должен деформироваться с образованием шейки; 2. Зависимость нижнего предела текучести от скорости растяжения должна иметь аномальный спад напряжения с ростом скорости; 3. Скорость растяжения должна быть выше некоторого значения; 4. Длина образцов должна превышать некоторое критическое значение. В ПА-6, ПП и ПЭВП критическая длина образца сравнительно велика, поэтому в указанных полимерах колебания удается наблюдать только с помощью искусственного увеличения податливости, а именно, с помощью последовательного присоединения к образцу пружины определенной податливости. Наиболее легко колебания возбуждаются в ПЭТФ, вследствие чего сложилось неверное мнение, что колебания являются специфической особенностью данного полимера. Несмотря на общий характер явления, колебания в различных полимерах имеют свою специфику. В частности, в некоторых полимерах они появляются при довольно высокой податливости (длине) образца. Причина разного значения критической податливости в различных полимерах будет изучаться в главе 3. ПЭВП и ПП имеют полукристаллическую структуру, и при вытяжке их степень кристалличности значительно увеличиваться не может. Колебания наблюдаются также в аморфном ПВХ, не способном к кристаллизации, причем для их возбуждения не требуется пружина. Это позволяет сделать вывод, что кристаллизация полимера не имеет определяющего значения для появления автоколебаний. Отметим, что колебания в ПЭВП и ПП появляются при температуре, превышающей температуру стеклования данных полимеров. Это позволяет сделать вывод, что переход через температуру стеклования не является необходимым условием возникновения колебаний.