Стекло и стеклование

Наблюдение [581, что ароматические углеводороды петролатума татарской нефти, десорбируемые с силикагеля изооктаном и не способные к образованию комплексов с карбамидом, при охлаждении стеклуются, является весьма интересным. Известно, что склонность к стеклованию характерна для таких углеводородных структур, которые содержат четвертичный атом или имеют несколько разветвлений у близко расположенных и сильно сдвинутых к центру атомов углерода прямой углеродной цепи, приближаясь к крестовидному или Т-образному разветвлению цепи. [c.200]

Различают несколько типов ФП первого рода (кипение, плавление и др.) второго рода (переход в сверхтекучее состояние и др.). В полимерах и неорганических стеклах выделяют кинетические ФП [13], например, стеклование или размягчение, когда роль играют процессы релаксации. [c.20]

В определенной мере рассматриваемые факторы затрагивают и ширину диапазона стеклования или размягчения. В силу только что изложенных причин диапазон, в пределах которого происходит выделение или поглощение теплоты стеклования, именуют аномальным интервалом. Такой термин обусловлен тем, что с этим интервалом связаны не только эндо- или экзотермические эффекты, легко регистрируемые на термограммах, но и аномалии кинетических макроскопических параметров, например той же вязкости. При размягчении стекла вязкость в аномальном интервале, вместо того чтобы падать с повышением температуры, поначалу увеличивается до равновесного (для данной температуры) значения, а потом уже экспоненциально убывает, что весьма напоминает множественные пики плавления при отжиге застеклованных частично кристаллизующихся полимеров (сначала степень кристалличности растет, затем начинается собственно плавление). [c.90]

При скоростях нагревания ш < q переход стекла в жидкость происходит при температурах размягчения меньших Гс и понижающихся с уменьшением скорости нагревания. При температуре размягчения происходит вначале переход от более рыхлой структуры стекла к более плотной равновесной структуре (см. рис. II. 10). При этом и происходит выделение теплоты стеклования (см. стр. 88). Но выделение тепла и связанный с ним скачок теплоемкости еще не означают, что мы имеем дело с переходом второго рода. [c.94]

Таким образом, процессы стеклования и размягчения имеют типично кинетические отличия. Процесс стеклования проще в том отношении, что структура полимера в структурно-жидком состоянии является практически однозначной функцией температуры и давления, но сложнее тем, что энергия активации и время релаксации — нелинейные функции температуры и давления Процесс размягчения сложнее в том отношении, что структура стекла, полученного из одного и того же вещества, может быть самая различная в зависимости от тепловой предыстории , но проще тем, что энергия активации стеклообразного состояния выражается простой линейной зависимостью от температуры и давления. [c.95]

Сущность процесса структурного стеклования заключается в следующем. С понижением температуры структура жидкости непрерывно и постепенно изменяется вследствие процессов перегруппировки кинетических единиц, приводящих к изменению ближнего порядка, степени микрорасслоения и других структурных особенностей жидкости. Скорость перегруппировок с понижением температуры уменьшается, вследствие чего в области некоторой температуры стеклования Тс равновесие в ближнем порядке практически уже не успевает устанавливаться и структура жидкости фиксируется . Отсюда следует, что в данном стекле структура примерно такая же, как у его расплава при температуре стеклования. Жидкость можно застекловать не только путем понижения температуры, но и повышением давления. Стеклование может происходить при некотором давлении рс из-за уменьшения подвижности частиц вследствие возрастания межмолекулярного взаимодействия и уменьшения свободного объема. [c.36]

Тепловое расширение у стекла в твердом состоянии происходит только за счет увеличения интенсивности нелинейных колебаний частиц, так как структура вещества не изменяется. Но в жидком состоянии (выше температуры стеклования) объем вещества дополнительно увеличивается за счет перестройки структуры, характеризующейся все менее и менее плотным расположением частиц. Поэтому коэффициент объемного или линейного расширения у ве- [c.41]

Механическое стеклование определяется частотой или временем механического воздействия, а структурное — тепловым режимом (скоростью охлаждения). Опыт показывает, что оба процесса стеклования независимы и их можно экспериментально разделить. Значение Тм соответствует максимуму механических потерь (см.. рис. 2.7), а Тс Р — точке излома на кривой тепловой усадки (см. рис. 2.5). Если тепловой режим охлаждения задан, то тем самым задана Тс р. При этом механическое воздействие может производиться независимо от теплового. Меняя режим механического воздействия, можно получать различные Тс . И наоборот, меняя скорость охлаждения, можно наблюдать различные Те при постоянной температуре механического стеклования, если задана частота внешнего воздействия. Например, эластомер НК (натуральный каучук) при медленном охлаждении со скоростью т= 1 К/мин стеклуется при температуре — 200 К. Выше этой температуры структура полимера является равновесной, что соответствует жидкому состоянию. Подвергая НК выше этой температуры механическим воз- [c.46]

Зависимость между температурой размягчения и скоростью нагревания более проста, чем зависимость между температурой стеклования и скоростью охлаждения. Это объясняется тем, что в стеклообразном состоянии энергия активации почти точно выражается формулой (2.2). Нулевая энергия активации зависит от природы и структуры стекла и имеет смысл энергии активации вблизи абсолютного нуля, изменяясь от вещества к веществу примерно так же, как и температура структурного размягчения (см. рис. 2.8). [c.48]

Полимерные стекла, как и кристаллы, имеют фиксированную структуру, которая при любых температурах (ниже 7 с) будет тождественна структуре жидкостей, находящейся при температуре стеклования (если при нагревании изменение температуры происходит с той же скоростью, что и скорость охлаждения, так как 7 с зависит от последней). На кривой усадки силиконового каучука (рис. 10.12) видны две переходные области, в которых резко меняется или длина образца, или характер зависимости длины образца от температуры. Первая область (начиная с 7 м, которая соответствует температуре максимальной скорости кристаллизации), в которой длина изменяется почти скачком, связана с частичной кристаллизацией эластомера, а вторая (вблизи 7 с) отвечает его структурному стеклованию. Термодинамическая темпера- [c.263]

Использование стекла в качестве материала в химических лабораториях обусловлено в основном следующими его свойствами прозрачностью, химической и термической устойчивостью, легкоплавкостью, пластичностью в жидком состоянии, а также стабильностью стекловидного состояния. В табл. Е.1. указаны свойства и области применения наиболее употребительных сортов лабораторного стекла температурой стеклования (Тст) называют температуру, при которой вязкость стекла равна пуаз. Ниже температуры стеклования стёкла находятся в твердом состоянии, при нанесении на них царапин образуются трещины выще температуры перехода стёкла существуют в пластичном состоянии. [c.473]

Если при снятии термомеханической кривой не происходит термодеструкция полимера, то при медленном охлаждении можно воспроизвести термомеханическую кривую образец переходит сначала в высокоэластическое, а затем в стеклообразное состояние (стеклуется). Очень важно то, что при температуре ниже температуры стеклования полимер, как правило, сохраняет некоторый комплекс свойств, присущий только полимерам. Мы говорим, что полимер застекловался, но он не стал хрупким, как обычное силикатное (оконное) стекло. Лист органического стекла (полиметилметакрилат, плексиглас) можно бросить на пол, и он не разобьется вдребезги. И все-таки стеклообразный полимер можно охладить до такой температуры, когда он будет легко разбиваться при ударе. Такая температура носит название температуры хрупкости Тхр-На термомеханической кривой она не проявляется в виде какой-либо характерной точки. Методы определения температуры хрупкости всегда так или иначе связаны с разрушением образца. [c.102]

Температура, при которой полимер при охлаждении переходит из высокоэластического или вязкотекучего состояния в стеклообразное, называется температурой стеклования. Полимеры в стеклообразном состоянии отличаются рядом особенностей релаксационного поведения и комплекса механических свойств от полимеров в высокоэластическом состоянии. Это становится очевидным при сравнении свойств натурального каучука (типичный эластомер) и поли-метилметакрилата, часто в обиходе называемого органическим стеклом. [c.142]

Полимеры акриловых эфиров в сравнении с метакриловыми при равном числе атомов углерода в спиртовом остатке эфира имеют значительно более низкие температуры стеклования. Поэтому при нормальной температуре они гибкие, эластичные ( мягкие ), по физическим свойствам существенно отличаются от органического стекла ( жесткого полимера). [c.174]

Увеличение переохлаждения приводит к росту вязкости жидкой фазы. В расплавах веществ, в которых скорости образования зародышей и роста кристаллов очень малы, а вязкость жидкости при охлаждении резко увеличивается, кристаллизация вообще может не начаться — плав превращается в твердую аморфную массу (стекло). Температура, ниже которой кристаллизация не происходит, называется температурой стеклования. [c.261]

Исследовано влияние силикагелей как компонентов твердофазной композиции на стабилизацию орторомбической фазы парацетамола. Показано, что в то время как исходный парацетамол, находящийся в моноклинной модификации, после плавления при 172 С стеклуется при охлаждении, и повторный нагрев сопровождается кристаллизацией аморфной фазы в орторомбическую, при охлаждении расплава на каолините стеклование не наблюдается, а стабилизируется орторомбическая модификация. [c.41]

Температуры стеклования и текучести стекла обусловлены его химической природой и различаются для разных видов стекла на сотни градусов. Для большинства промышленных стекол Тс лежит в пределах 400—600° С, а Тг — 700—850° С. [c.365]

При остывании стекло вновь твердеет. Температура, при которой вязкость стекла достигает 10 П, называется температурой стеклования. [c.11]

При быстром изменении температуры в стекле возникают неравномерные внутренние напряжения. Такое стекло очень непрочно и легко растрескивается. Напряжения в стекле снимают путем отжига. Для этого изделия помещают в печь в зону с температурой на 20—30 К (градусов) ниже температуры стеклования, выдерживают при этой температуре некоторое время, а затем медленно о.хлаждают. Естественно, чем меньше вязкость стекла, тем меньше нужно его нагревать, чтобы снять внутренние напряжения. [c.11]

При уменьшении скорости охлаждения (и соответственно понижении температуры стеклования) второй член правой части формулы (5.90) увеличивается, а значит уменьшается избыток энтропии в стекле по сравнению с кристаллической фазой. В то же время поскольку кристалл и стекло являются соответственно упорядоченной и неупорядоченной фазами одного состава, этот избыток должен быть всегда положителен (см. подразд. 2.1), что и означает сугцествование предельной температуры стеклования, называемой температурой стеклования идеального стекла . Стеклование при этой температуре возможно только при бесконечно медленном охлаждении расплава, однако при этом должна происходить термодинамически равновесная кристаллизация жидкости, что подтверждает невозможность получения стекла с энтропией, равной энтропии кристалла. [c.225]

Закалка заключается в нагреве стекла до температуры выше температуры стеклования (425-600°С) и последугацем быстром равномерном охлаждении в потоке воздуха или в масле. При этом сопротивление статическим нагрузкам увеличивается в 3-6 раз, ударная вязкость - в 5-7 раз. При закалке повышается также термостойкость отекла. [c.15]

Температура, при которой битумы становятся твердыми, принимается как темпу)атура стеклования, поскольку стекло — это типичный прим аморфйого тела. При температуре стеклования поступательное движение молекул прекра1цается, так как силы, связывающие молекулы, настолько велики, что тепловая энерг молекул для их преодоления недостаточна. Эти силы предотвращают также образование кристаллов. Как мы видели ранее, битумы находятся в метастабильном состоянии, но это любопытный вид очень стабильной метастабильности при температуре ниже точки стеклования. [c.25]

По л и в и н и л а ц ет а т — бесцветный прозрачный полимер, обладающий высокой светостойкостью. Полимер растворим в спирте, ацетоне и сложных эфирах, нерастворим в бензине, керосине, маслах. Поливинилацетат отличается высокой адгезией к минеральному и органическому стеклу, к металлам, к оже и поэтому применяется в качестве клеящего и пленкообразующего компонента в производстве безосколочных или морозостойких стекол, клеев, лаковых покрытий. Для повышения эластичности поливинилацетата в полимер вводят некоторое количество пластификатора. Низкая температура стеклования поливинилацетата (около 28°) и низкая температура перехода ь текучее состояние (120°), заметная текучесть под нагрузкой даже при комнатной температуре обусловливают невозможность использования этсго полимера в производстве пластмасс (без модификации его свойств). [c.303]

I. Многие твердые полимеры в растворенном или набухшем состоянии находятся, соответственно, в вязкотекучем или высокоэластическом релаксационных состояниях. Постепенным испарением растворителя можно свести подвижность сегментов на нет, т. е. реализовать еще один 1ариант стеклования, которое, строго говоря, тоже является структурным. Однако, в отличие от предыдущего варианта, здесь меняется состав (поскольку речь шла о термодинамике, — химические потенциалы двух компонентов системы), и стеклование достигается благодаря полному или неполному исчезновению одного из компонентов двухкомпонентной системы. Можно поэтому говорить здесь о концентрации стеклования , т. е, концентрации, при которой система приобретает свойства полимерного стекла. Часто застеклованным при этом оказывается раствор, и не обязательно очень высокой концентрации. [c.82]

Тогда, согласно формуле (П. 1), получим, что отношение S JkT (или S JkTp) должно быть постоянной величиной для всех веществ. Следовательно, веществам с высокой температурой стеклования должна соответствовать большая энергия активации. Учитывая, что время релаксации при ТГ и Г" равно 10 с и что то = Ю с, из формулы (П. 1) получим — или < а = СТ", где С = =270 Дж/(моль-°( ). Эта постоянная не зависит от природы стекла, поскольку принято условие, что время т при ГГ или Г имеет одно и то же значение 10 с для всех веществ. Полученный результат приводит к соотношению = а/ Г" 32, справедливому для всех веществ. Следовательно, стандартная температура стеклования (размягчения) есть та температура, при которой [c.92]

Автором агрегативной гипотезы О. К. Ботвинкиным было высказано предположение, что сушествующие в жидкости при высокой температуре химические соединения сохраняют свою индивидуальность и в стеклообразном состоянии. По его представлениям, у любой жидкости, которая может переходить в стеклообразное состояние, всегда сушествуют мгновенно возникающие группировки сложных анионов, или агрегаты. Величина их примерно 0,10—0,13 нм. Если принять, что существующие в расплаве ионы 810з " и 31205 и т. п. могут разрастаться п цепочки и слои, то исходя из известного расстояния между атомами кремния в 0,25—0,29 нм, получим число тетраэдров в группах-агрегатах равным приблизительно 4, Отсюда следует, что агрегат — это обрывок цепи или слоя, состоящий из небольшого количества тетраэдров. Агрегат может обладать геометрически упорядоченным строением. Беспорядочные сочетания таких агрегатов и составляют каркас стекла. При стекловании вначале образуются агрегаты, а затем они соединяются в каркас. Процесс стеклования завершается тогда, когда агрегаты связываются в пространственный каркас. [c.198]

Пеностекло характеризуется особыми технологическими свойствами. Оно хорошо пилится, строгается, сверлится. Для приготовления твердых пен (например, пеностекло) твердое стекло нагревают вместе с газообразователем (карбонатами) до температуры, превышающей на несколько градусов температуру стеклования. При этом в результате термического разложения газообразователя образуется дно1ссид углерода (IV), вспенивающий стекло. После затвердевания образуется пеностекло. Аналогично получают и пенопласт. Твердый термопластичный полимер вместе с твердым и жидким газообразователем нагревают до температуры, на несколько градусов превышающей температуру стеклования. При этом газообразо-ватель вспенивает полимер. Образуются, как правило, не сообщающиеся между собой полости (ячейки) и небольшое количество ячеек, сообщающихся между собой. Пенопласты получаются также путем вспенивания вязких жидких композиций в процессе образования полимера, например пенополиуретан. [c.455]

Стеклование. При быстром охлаждении полимера затрудняется изменение конформации макромолекулярных цепей и их кристаллизация из-за резкого возрастания времени релаксации звеньев. Вследствие этого в некоторой температурной области полимер застекловывается без образования кристаллической решетки. Стекловаться могут кристаллизующиеся и некристаллизующиеся полимеры, которые при охлаждении из высокоэластического состояния переходят в стеклообразное. Этот переход характеризуется температурой стеклования (/с)-Стеклование не является фазовым переходом. Полимер, находящийся в стеклообразном состоянии, отличается от эластиче- [c.108]

В Главе VI было показано, что стеклование ие является фазо-переходом, так как этот процесс не сопровождается фазовым превраще 1ием Стекло — это неравновесная переохлажденная жидкость, и его структура в значительной степени определяется струк- рой жидкого расплава, замороженного быстрым охлаждением. Применительно к низкомолекуляриым стеклам это всегда было о 1евидным, однако стеклование полимеров в течение долгого [c.189]

Метод стеклующегося растворителя зак.пючается в следующем. В качестве растворителя для исследуемой системы полимер растворитель берется вещество с температурой стеклования выше комнатной, легко стеклующееся при охлаждении. После полного растворения полимера в таком растворителе при нагревание раствор резко охлаждается до температур ниже температ>рЫ стеклования растворителя. При этом получается однородное стекло, в котором заморожена структура исходного растпора полимера. Затем с этого стекла при помощи тонкой иглы делаются хрупкие сколы, поверхность которых исследуется мехрдом реплик (стр. 119). [c.340]

Неорганическое стекло — типичный термопластичный аморфный материал, термомеханнческая кривая для которого показана на рис. 84 (гл. X). Как и всякое аморфное тело, стекла являются метастабильными системами, так как запас внутренней энергии у них больше, чем у кристаллических тел. Их вязкость при температуре стеклования выше 10 пз, прн температуре текучести порядка 10 пз. [c.365]

Стекла формуют в интервале температур стеклования и текучести (и выше). Процесс формования представляет собой сложный комплекс явлений, главным нз которых являются механические (течение) и термические. Методы переработки стекла в изделия разнообразны и обусловлены конструкцией изделия и его назначением. В табл. 282 приведены характеристики основных способов формования стеклоизделнй. [c.380]

Синтез полимеров с возможно более низкой температ рой стекловани имеет важное значение для получения морозостойких кг чуков. Синтез поли меров с BOSNiomHO более высокой температурой стеклования имеет столь Ж важное значение для получения твердых теплостойких полимеров, способ ных работать при повышенных температу рах и нафузках. Многочисленны полимеры, применяющиеся в настоящее время, имеют температ ры стекло вания, лежащие внутри этого офомного интервала. В табл. 14 представлен некоторые из них, и рассматривая эти данные, легко представить, как влияс химическое строение полимеров на их температуру стеклования. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология