ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Деформационные свойства из "Студнеобразное состояние полимеров" В последующих главах, которые будут посвящены генезису и структуре студней полимерных веществ, подробно рассматриваются свойства этих систем. Однако для того чтобы объяснить причины объединения в отдельный класс этой большой и разнообразной группы систем, необходимо предварительно дать общую характеристику их и в первую очередь кратко описать те свойства, которые относятся к классификационным признакам студней, отличающим их от других форм (физических состояний)- систем полимер — растворитель. [c.11] Собственно, можно было бы определить студни как такие растворы полимера в низкомолекулярной жидкости (или в комбинации жидкостей), которые потеряли текучесть, или как сильно (в несколько крат) набухшие в низкомолекулярной жидкости полимеры, которые, несмотря на большое содержание жидкости, не приобрели текучести. Соотношение между полимером и низкомолекулярной жидкостью может колебаться, как правило, от 1 100 до 1 1 (в отдельных случаях этот интервал может быть даже шире). Если второй предел (1 1), вообще говоря, может быть условно отнесен к составу пластифицированных материалов, то системы, приближающиеся к нижнему пределу, обычно должны были проявлять свойства легкотекучих растворов с вязкостью, не превышающей несколько десятых Па-с или даже сотых долей Па-с. И если тем не менее текучесть в таких системах не наблюдается, то мы вправе отнести их к системам с особым физическим состоянием и специально рассмотреть причины потери ими текучести. [c.12] Каково бы ни было разнообразие гипотез о структуре студней, отсутствие текучести при таких соотношениях между растворенным (диспергированным) веществом и растворителем (дисперсионной средой) может быть объяснено только относительно устойчивой связью между частицами вещества, не нарушаемой при наложении на систему внешнего силового поля. Если напряженность силового поля превосходит определенный предел, то студень в отличие от раствора теряет сплошность, т. е. разрушается, но любой из образовавшихся фрагментов не деформируется необратимо. [c.12] В то же время подобное структурное строение студней придает им другую важную деформационную особенность— очень высокое обратимое удлинение. Оно основано на двух свойствах элементов структуры студня способности макромолекул обратимо изменять свою конформацию при приложении внешней силы и способности пространственных элементов, составляющих каркас студня и обладающих признаками полимерного твердого тела, испытывать обратимый (упругий) изгиб. Все особенности и пределы обратимой деформации, обусловленной каждой из этих причин, будут в дальнейшем обсуждаться подробнее. Здесь же важно указать, что обратимая деформация полимерных студней может достигать десятков, а иногда даже сотен процентов от начальных размеров. [c.13] В этом отношении полимерные студни в принципе не отличаются от многих других систем, структура которых представляет собой пространственную сетку (каркас) с относительно прочно скрепленными между собой структурными элементами, каждый из которых способен к обратимой деформации при изгибе или растяжении. Например, в гелях пятиокиси ванадия пространственный каркас образован анизометрическими кристаллическими частицами, о чем свидетельствуют электронно-микроскопические снимки таких гелей. Эти гели обладают значительной обратимой деформацией, которую можно представить себе как суммирование упругих изгибов отдельных нитевидных кристалликов, устойчивый контакт между которыми обусловлен или кристаллическими спайками, или стеклообразной, не успевшей еще закри сталлизоваться массой пятиокиси ванадия. [c.13] Можно было бы привести много других примеров пространственных структур, состоящих из упругодефор-мируемых элементов, которые дают большую обратимую деформацию. Академик А. Ф. Иоффе заметил на одной из дискуссий, что самым удивительным материалом является кожа, обладающая в условиях очень низкой температуры (температуры жидкого воздуха) высокой обратимой деформацией, хотя составляющие ее коллагеновые волокна становятся хрупкими уже при температурах, лежащих немного ниже 0°С. [c.14] Все эти примеры приведены для того, чтобы показать, что обратимая деформация полимерных студней обусловлена не только спецификой поведения макро-молекулярных цепей, и что могут быть также и другие механизмы, обусловливающие возникновение такой деформации. Это обстоятельство следует иметь в виду при более подробном рассмотрении генезиса и свойств полимерных студней. В то же время следует еще раз подчеркнуть, что специфика полимерных студней заключается не столько в проявлении ими своеобразных деформационных свойств, сколько в особенностях их образования и в возможности в ряде случаев обратимого перехода от раствора к студню и от студня к раствору, а также в способности к восстановлению (тоже в отдельных, а не во всех случаях) студнеобразного состояния после удаления жидкости и повторного контакта с ней. [c.15] Эта оговорка в отношении обратимости полимерных студней сделана не только потому, что это важно для рассмотрения их свойств, но и потому, что обратимость иногда относят к типичному признаку, отличающему их от студней (гелей) неорганических веществ. У последних необратимость после удаления жидкости связана с кристаллизацией или переходами вещества в другие модификации. Кристаллизующиеся полимеры также могут давать необратимые, изменяющиеся во времени студни. Более того, обратимость полимерных студней иногда бывает кажущейся или неполной, как это будет показано в дальнейшем, и зависит от пути, по которому совершен переход от одного состояния к другому. [c.15] Рассматривая деформационные свойства полимерных студней, мы уже коснулись некоторых моментов, указывающих на отсутствие единообразия в поведении полимерных систем. Речь шла, в частности, об отсутствии обратимости или воспроизводимости их свойств после высушивания и повторного набухания. Еще отчетливее заметно разнообразие в поведении отдельных типов полимерных студней при рассмотрении других их свойств. Чтобы дать общее представление об этих расхождениях, вызванных различием в строении полимерных студней, следует предварительно рассмотреть некоторые свойства студней. [c.16] Вернуться к основной статье