ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности стеклообразного состояния полимеров из "Основы химии высокомолекулярных соединений" Для стеклообразного состояния вещества характерна фиксация случайного взаимного расположения молекул в момент охлаждения. Особенностью полимеров, связанной с линейным строением их макромолекул, является повышенная подвижность структурных элементов (сегментов) даже в стеклообразном состоянии. [c.195] При достаточной жесткости цепей полимера создаются определенные затруднения для их перегруппировок и передвижений, и поэтому молекулы в таких стеклообразных полимерах менее плотно упакованы. Рыхлость упаковки, вызванная -малой подвижностью линейных макромолекул, сильнее проявляется при большой длине цепей, т. е. при высокой степени полимеризации. Следствием ры.хлой упаковки макромолекул является сохранение некоторой подвижности их структурных элементов в стеклообразном состоянии. Поэтому такие стеклообразные высоко-лолимеры обладают некоторой деформируемостью и упругостью, а следовательно, не так хрупки, как их низкомолекулярные гомологи. [c.195] Другой особенностью полиме,ров, в стеклообразном состоянии является их способность к очень большим деформациям лри воздействии достаточно больших напряжений. [c.195] Если растягивать полимер в стеклообразном состоянии, тс сначала удлинения будут невелики, что типично для твердых тел. Однако при дальнейшем возрастании напряжения стеклообразный образец значительно удлиняется (на десятки -и даже сотни процентов) при относительно малом увеличении напряжения. После этого процесс растяжения лереходит в третью, заключительную стадию, оканчивающуюся разрушением образца. В этой стадии растяжения полимер снова ведет себя аналогично твердому телу. Модули упругости на первой и третьей стадиях близки друг к другу по порядку величины и составляют сотни или тысячи килограммов на квадратный миллиметр. [c.195] Исследование расположения цепных молекул и их формы в растянутом стеклообразном полимере ясно показывает, что на второй стадии растяжения происходит выпрямление и ориентация цепных молекул в направлении растяжения, т. е. процесс ничем не отличается от процесса развития выоокоэласти-ческой деформации. Однако пока полимер находится в стеклообразном состоянии, энергин теплового движения недостаточно для преодоления энергии взаимодействия между молекулами и для скручивания выпрЯлМленных молекул, чем и объясняется кажущаяся необратимость второй стадии деформации. [c.196] Фиксированное расположение макромолекул в полимере при недостаточном тепловом движении (ниже температуры стеклования) может быть нарушено только действием значительных внешних механических напряжений. Поэтому высокоэластическую деформацию стеклообразных полимеров, способную развиваться только под действием внешних механических напряжений достаточно большой величины, называют вынужденной вы сокоэластической деформацией, а само явление — в ы н у ж д е н-н о й в Ы с о к о э л а с т и ч н о с т ь ю. [c.196] Явление вынужденной высокоэластичности характерно только для полимеров. Низкомолекулярные стекла под действием больших напряжений разрушаются уже при oтнo иteльlнo малых удлинениях, так как при вызванных внешними силами перегруппировках малых молекул нарушается их взаимная связь, необходимая для сохранения целостности тела. В полимерных стеклах благодаря гибкости цепных молекул возможны перегруппировки отдельных частей макромолекул без нарушения целостности тела, так как длинные макромолекулы сохраняют взаимную связь даже при значительном вынужденном перемещении отдельных сегментов. [c.196] В зависимости от гибкости цепных молекул и величины энергии. межмолекулярных взаимодействий изменяются соотношения между прочностью и напряжением, вызывающим вынужденную эластичность. Поэтому различные полимеры обнаруживают вынужденную эластичность в разной степени. У одних полимеров это явление наблюдается в широком интервале температур (ниже температуры стеклования), в то вре.мя как у других оно почти не заметно. [c.197] Вернуться к основной статье