Физики поняли, почему сварные швы полиэтилена прочнее самого пластика
Обычно место соединения двух деталей, даже из одного материала — слабая точка изделия. Но правильно сваренные друг с другом куски полиэтилена это правило нарушали, хотя ученые и не понимали почему.
Полиэтилен — важный и широко используемый сегодня пластик, хорошо подходящий для переработки. Из него сделаны флаконы для жидкостей, упаковочная пленка и современные трубы коммунальных коммуникаций. В обычных бытовых условиях он не разрушается под действием щелочей и кислот, но, как и все пластики, боится ультрафиолетового излучения.
На молекулярном уровне полиэтилен — длинная цепочка атомов этилена. При нагреве он становится пластичным, полиэтиленовые детали могут менять форму, склеиваться друг с другом и быстро застывать в новом состоянии. При этом требуемый нагрев невелик — для формовки хватает температур порядка 120 градусов Цельсия.
В затвердевшем виде полиэтилен, например, в трубах, имеет кристаллическое строение: атомы и молекулы внутри материала расположены в предсказуемом порядке. Когда две нагретые полиэтиленовые поверхности спрессовывают вместе, цепочки полимеров деталей переплетаются и формируют ту же кристаллическую структуру. Это необычное свойство, не все пластики в месте соединения обретают прочность.
Физики в деталях смоделировали процессы кристаллизации полиэтилена на месте сварного шва. Им пришлось провести крупномасштабные симуляции молекулярной динамики, включающие взаимодействия миллионов связанных частиц в полимерных цепях, их слияние и процессы, происходящие при охлаждении материала.
Оказалось, что на самой границе соединения материал даже в нагретом виде не полностью разжижался и терял кристаллическую структуру, в нем оставались подсказки об ориентации молекул и связей. Они сработали как зародыши кристаллизации и указали остывающему материалу энергетически выгодное кристаллическое состояние. В процессе охлаждения шов становится даже более упорядоченным, чем материал вокруг него.
Увеличенная жесткость соединения оказалась полезна и тем, что хорошо выдерживает напряжения — сварной шов не принимает весь стресс на себя, а перераспределяет его в окружающий, менее кристаллический полиэтилен. Детали симуляции опубликованы в статье в журнале Physical Review Letters.
Команда исследователей считает, что их вычисления можно использовать, чтобы правильно выбирать температуру нагрева и скорость охлаждения шва так, чтобы усилить естественный эффект упрочнения материала. Авторы также надеются, что их работа поможет инженерам меньше опасаться переработанного полиэтилена. Их работа показывает, что расплавление и соединение труб из этого полимера создают прочную, готовую к нагрузкам деталь.
Telegram 
Дзен 
VK Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Телескоп «Роман» в несколько раз превосходит любого из своих американских предшественников по числу мегапикселей в матрице и будет отправлять на Землю больше данных, чем любой другой космический телескоп из когда-либо созданных. С его помощью астрономы надеются и прояснить природу темной энергии и материи, и найти немало новых экзопланет — в особенности планет-бродяг
Обычно место соединения двух деталей, даже из одного материала — слабая точка изделия. Но правильно сваренные друг с другом куски полиэтилена это правило нарушали, хотя ученые и не понимали почему.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Телескоп «Роман» в несколько раз превосходит любого из своих американских предшественников по числу мегапикселей в матрице и будет отправлять на Землю больше данных, чем любой другой космический телескоп из когда-либо созданных. С его помощью астрономы надеются и прояснить природу темной энергии и материи, и найти немало новых экзопланет — в особенности планет-бродяг
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии