ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизмы деформации и структурные модели из "Сверхвысокомодульные полимеры " Мы и другие исследователи использовали ПЭ как наиболее удобный объект для изучения деформационного ориентирования по многим причинам. Во-первых, у макромолекулярных цепей этого полимера нет боковых группировок во-вторых, его цепи линейны и, в-третьих, площадь поперечного сечения кристаллитов у него мала (18 А ). Кроме того, полукристаллическая природа полимера позволяет изменять энергетический баланс так, что в процессе деформирования образца как целого происходит растяжение и ориентация макромолекулярных цепей. Однако для ориентирования, растягивания, выравнивания и упаковки индивидуальных цепей с высокой плотностью необходимо выяснить, что происходит со сферолитной и изотропной структурой полимера в процессе деформации. [c.65] ОК — экструзионное отношение стрелкой указано направление экструзии. [c.66] Известны и другие работы по изучению деформации сферолитов ПЭ [20—24]. Штейн [25], работая главным образом с ПЭ низкой плотности, установил, что хотя общая форма сферолитов может меняться в соответствии с изменениями размеров образца при растяжении, его микроструктура при этом не меняется. Неоднократно наблюдали также, что сферолиты деформируются преимущественно по экватору [19, 26]. Деформация зависит от скорости и может привести к снижению плотности в экваториальной области, вероятно, вследствие образования и развития микропустот между разделяющимися ламелями. [c.66] Высокая степень ориентации кристаллитов является не единственным фактором, с которым связаны большие значения модулей растяжения [27]. Петерлин [28—30] и другие авторы [31, 32] предполагают, что наиболее прочными элементами ориентированного полимера являются микрофибриллы. Они состоят из сильно ориентированных сложенных макромолекул, соединенных проходными цепями и находящихся в аморфной фазе, разделяющей сферолиты (рис. II.3). Эти авторы объясняют увеличение жесткости фибрилл с увеличением степени вытяжки возрастанием числа проходных цепей при проскальзывании ламелей друг относительно друга в процессе образования шейки, приводящем к разворачиванию макромолекул. [c.67] Портер [33] для объяснения влияния морфологических изменений на поведение материала при растяжении предложил концепцию непрерывного кристаллита . Она соответствует модели кристалла, состоящего из идеально ориентированных вытянутых макромолекул и статистически распределенных по объему концов цепей. [c.67] Б — блоки ламелей Д — дефекты в складках цепей П — проходные цепи АВ — направление ориентации. [c.68] П — проходные цепи О — ориентированные цепи кристаллита С — складки цепей. [c.68] Состояние полимера с полностью распрямленными макромолеку-лярными цепями, по-видимому, можно реализовать только тогда, когда степень вытяжки превосходит величину, при которой размеры макромолекулярных клубков достигают предельных значений [35]. Для ПЭ минимальная степень вытяжки, требуемая для полного выпрямления цепей, меняется в пределах от 6—8 для средневесовой молекулярной массы Му, = ЫО до 86 и более для Му, = ЫО и выше. [c.68] Однако для достижения максимальной прочности полное выпрямление цепей может быть вредным, поскольку полимер в этом случае легко разрушается под действием сдвиговых напряжений. Френк [36] утверждает, что оптимальная жесткость достигается тогда, когда полностью выпрямлены лишь 50 % макромолекул. Морфология с полностью выпрямленными цепями может быть реализована при кристаллизации в условиях повышенного давления или методом супервытяжки [37]. На рис. П.4 схематически представлена модель непрерывного кристаллита по Портеру [33] и Кларку—Скотту [37], соответствующая морфологии с вытянутыми макромолекулярными цепями. [c.68] Вернуться к основной статье