ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Релаксационная природа высокоэластичности из "Физико-химия полимеров 1978" Чем меньше величина А / и выше температура, тем меньше время релаксации. При температурах, превышающих температуры кристаллизации, время релаксации низкомолекулярных жидкостей мало и составляет 10-1 с. Это время жизни упорядоченной группы молекул через такой промежуток времени данный упорядоченный участок может разрушиться и возникнет другой упорядоченный участок. Малое время релаксации обусловливает быстрое установление равновесных состояний в низкомолекулярных жидкостях. [c.141] Особенность строения полимера, как уже указывалось, заключается в том, что в нем содержатся два вида структурных элементов — звенья цепи и сами цепи. Эти элементы значительно отличаются друг от друга своими размерами, а следовательно, и подвижностью. [c.141] Полимерные цепи вследствие их больших размеров обладают малой подвижностью, и время их релаксации очень велико. Поэтому у полимера в высокоэластическом состоянии изменение температуры влечет за собой главным образом перегруппировки звеньев, т. е. изменение конформаций цепей. [c.142] Процессы, в которых равновесие устанавливается во времени, называются релаксационными. К ним относятся выравнивание неравномерно распределенной концентрации растворенного вещества в результате диффузии, ориентация молекул диэлектрика в электрическом поле или обратный переход ориентированных диполей к хаотическому распределению после удаления внешнего электрического поля (см. гл. 9), а также процесс развития высокоэластической деформации. [c.142] Предположим, что к образцу полимера приложено постоянное напряжение, которое значительно меньше разрушающего напряжения (см. гл. 7). Если процессы течения при этом не происходят, то под влиянием приложенного напряжения образец будет постепенно удлиняться до достижения определенной длины, не изменяющейся больше во времени. [c.142] Постепенное развитие деформации связано с тем, что под влиянием действующих сил процесс изменения конформаций цепей приобретает определенную направленность и требует времени. Относительная деформация которая не изменяется во времени, называется равновесной высокоэластической деформацией и обозначается Бэл, оо. Равновесная деформация всегда больше любой деформации, развившейся за данный промежуток времени. [c.142] Пока значение Вэл, . не достигнуто, образец находится в неравновесном состоянии. [c.143] Деформация, развившаяся за данный отрезок времени, связана с напряжением уравнением . [c.143] После снятия напряжения, когда образец восстанавливает свою первоначальную форму, также происходит изменение деформации во времени. Аналогичные явления наблюдаются и при деформации сжатия. [c.143] Релаксационная природа высокоэластической деформации была впервые раскрыта Кобеко, Александровым и Лазуркиным [16—19]. [c.143] Если процессы течения отсутствуют, т. е. имеет место чисто высокоэластическая деформация, размеры образца восстанавливаются полностью, но на это может потребоваться очень длительное время. [c.144] Если подвергнуть образец полимера очень быстрой (теоретически мгновенной) деформации и закрепить его в деформированном состоянии, то за столь короткий промежуток времени равновесная деформация не может развиться. В образце при этом возникает напряжение, равное геэл, Поскольку модуль Ег во много раз больше равновесного модуля х., напряжение также очень велико. Со временем в результате перегруппировки звеньев развивается высокоэластическая деформация, которой отвечает малое значение модуля. Поэтому напряжение в образце уменьшается. [c.145] Этот процесс называется процессом релаксации напряжения, а время, в течение которого напряжение в образце уменьшается в е раз, — временем релаксации [уравнение (5.19)]. [c.145] На рис. 5.6 представлены типичные кривые релаксации напряжения аморфных полимеров. [c.145] Из рисунка видно, что уменьшение напряжения в образце происходит тем быстрее, чем выше температура. Измеряя напряжение в образце с заданной величиной растяжения, можно рассчитать модуль, который называется модулем релаксации (или релаксационным модулем) Ег. Время измерения может быть стандартизовано, например, установлено равным 10 с. Тогда измеряемая величина релаксационного модуля обозначается как Б ю. [c.145] Вернуться к основной статье