ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткие сведения о физико-механических свойствах полимеров из "Технология нефтехимического синтеза Часть 2" Практически не существует таких полимеров, у которых все макромолекулы имели бы одинаковые размеры. Наряду с длинными полимер может содержать сравнительно короткие молекулы, а также молекулы промежуточных размеров. Поэтому при определении молекулярного веса по существу находят средний молекулярный вес. В некоторых случаях важно знать фракционный состав полимеров, характеризующий их полидисперсность. [c.233] Среди методов определения молекулярного веса (вискозиметрия, криоскопия и эбулиоскопия, светорассеяние, осмометрия, седиментация и др.) наиболее простым является вискозиметрия. Этот метод основан на зависимости вязкости растворов от молекулярного веса растворенного полимера. [c.233] Для нахождения характеристической вязкости удельную вязкость экстраполируют к нулевой концентрации [12]. [c.233] Особенность строения полимеров обусловливает два вида взаимодействия взаимодействие между атомами одной и той же цепи (внутримолекулярное взаимодействие) и между атомами звеньев соседних цепей (межмолекулярное взаимодействие). [c.234] Межмолекулярное взаимодействие определяется как характером молекулярных групп, так и симметрией участков молекулярной цепи. Высокая симметрия, регулярность повторения одинаковых участков, их закономерное расположение в пространстве способствуют более тесной упаковке, т. е. лучшей взаимной ориентации макромолекул и, следовательно, усилению межмолекулярнога взаимодействия. [c.234] Макромолекулы полимеров обладают резко выраженной тенденцией к агрегации, вызывающей образование разнообразных вторичных надмолекулярных структур, отличающихся по размерам, степени упорядоченности и форме. Надмолекулярные структуры оказывают существенное влияние на физико-механические свойства полимерных материалов [1]. [c.234] Большое значение для практики имеет характер изменения физико-механических (прочностных) свойств полимеров от температуры. Эти свойства зависят от строения (кристаллического или аморфного) и физического состояния полимера. [c.234] Аморфные линейные полимеры в зависимости от температуры могут находиться в трех физических состояниях стеклообразном,, высокоэластическом и вязкотекучем. [c.234] Стеклообразное состояние характеризуется наличием колебательного движения атомов, входящих в состав цепи, около положения равновесия. Высокоэластическое состояние характеризуется наличием колебательного движения звеньев, вследствие которога цепь полимера приобретает способность изгибаться. Вязкотекучее состояние характеризуется подвижностью всей макромолекулы. [c.234] Переход полимера из одного физического состояния в другое совершается не при определенной температуре, а в некотором диапазоне температур. Средние температуры областей перехода называются температурами перехода. Температура перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние (и обратно) — это температура стеклования Тс] температура перехода из высокоэластического в вязкотекучее состояние (и обратно) — это температура текучести Т . [c.234] С увеличением температуры усиливаются тепловое движение к амплитуда внутреннего вращения, что должно отражаться на гибкости макромолекулы и, следовательно, на свойствах полимера. [c.234] Важнейшей характеристикой полимера является термомеханическая кривая, отражающая зависимость деформации полимера от температуры при постоянной нагрузке. [c.234] Для аморфных линейных полимеров высокого молекулярнога веса термомеханическая кривая имеет три участка (рис. 49), соответствующих трем физическим состояниям. [c.234] Участок термомеханической кривой вплоть до Гс (температуры стеклования) соответствует стеклообразному состоянию. В этом состоянии полимеры обладают малой деформацией, полностью обратимой. Участок термомеханической кривой от Тс до Т (температуры текучести) отвечает высокоэластическому состоянию, в котором полимеры обладают способностью к большим обратимым деформациям. Наконец, участок кривой от Гт и далее соответствует вязкотекучему состоянию. полимера. В этом состоянии полимеры обладают способностью к большим необратимым деформациям. [c.235] Исключительно важное значение, которое приобрел термомеханический метод исследования полимеров, обусловлен тем,что он позволяет получить ясное представление о том, в каких практических целях можно использовать, данный полимер. Полимеры, обладающие высокой температурой стеклова- . ния, используются в таких областях, где важно, чтобы изделие обладало . малой деформируемостью в доста-точно широком температурном интервале (волокна, некоторые пленки, конструкционные материалы и т. д.). [c.235] Полихмеры, обладающие низкой температурой стеклования, составляют класс эластомеров (синтетических каучуков). [c.235] Если полярные группы расположены несимметрично, то цепи жесткие и температура стеклования высокая (например, у поливинилхлорида Гс =-1-80°С). У полимеров с симметричным расположением полярных групп цепь гибкая и температура стеклования ниже (например, у поливинилиденхлорида Тс = —17°С). У сильно полярных полимеров с несимметрично расположенными полярными группами (например, полиакрилонитрил и некоторые другие) температура стеклования лежит в области очень высоких температур, в некоторых случаях даже выше температуры разложения. [c.235] Температура стеклования зависит также от размера боковых заместителей. Так, у полистирола, молекула заместителя которого велика, Тс= 100 °С. Экранирование полярных групп неполярными понижает температуру стеклования. [c.236] Температура стеклования повышается с увеличением молеку лярного веса вещества. Это увеличение сначала происходит очень быстро, затем замедляется, и температура стеклования полимеров становится независимой от молекулярного веса. [c.236] Кристаллические полимеры при нагревании их выше температуры плавления переходят в вязкотекучее состояние. [c.236] Вернуться к основной статье