Кристалличность полимеров влияние на модуль упругости

Влияние степени кристалличности на динамический модуль упругости и скорость звука в полимерах [c.153]

Степень кристалличности полимеров никогда не достигает 100 /о, т. е. кристаллические полимеры являются, по существу, аморфно-кристаллическими. Грубой моделью аморфно-кристаллического полимера может быть аморфный полимер, содержащий твердый дисперсный наполнитель, так как кристаллиты полимера обладают Значительно большим модулем упругости, чем аморфная матрица, в которой они расположены. При введении в аморфный полимер неорганических наполнителей максимум на температурной зависимости сопротивления расслаиванию также вырождается (рис. 1.1, кривые 3, 4), а характер температурной зависимости сопротивления расслаиванию приближается к квази-равновесному, для которого сопротивление расслаиванию монотонно уменьшается при повышении температуры испытаний. При этом в температурной области вязкотекучего состояния, наблюдается увеличение сопротивления расслаиванию, а в температурной области высокоэластического состояния (область максимума) — уменьшение. Таким образом, характер влияния наполнителя на изменение сопротивления расслаиванию зависит от температуры испытаний. [c.26]

Повышение плотности вызывает очевидное увеличение прочности полиэтилена. Это обусловлено повышением модуля упругости, что приводит к сдвигу кривой зависимости напряжений от деформаций вдоль оси напряжений в сторону более высоких значений. Кроме того, при повышении плотности обычно возрастает кристалличность, что такл<е способствует увеличению прочности полимера. Так, при комнатной температуре предел прочности полиэтилена низкого давления с плотностью 0,95— 0,96 см превышает 280 кГ/смР-, а предел прочности полиэтилена высокого давления с плотностью 0,92 см не достигает и ИО/сГ/сл , Молекулярный вес оказывает существенное влияние на прочность, хотя влияние молекулярного веса трудно отделить от влияния плотности. На рис. 16 приведены экспериментальные данные относящиеся к двум образцам полиэтилена одинаковой плотности (0,92 г см ), но существенно различного молекулярного веса, насколько об этом можно судить по величине индекса расплава. Как видно из рисунка, прочность более высокомолекулярного образца оказывается почти вдвое выше. [c.274]

На рис. 39 показано влияние степени кристалличности на температурную зависимость модуля упругости. Высокие значения модуля при комнатной температуре у изотактического полипропилена объясняются тем, что вследствие кристалличности этого полимера в нем подавляется процесс р-перехода. Наоборот, резкость этого перехода у атактического полипропилена приводит к снижению его модуля упругости примерно в 25 раз по сравнению с модулем изотактического полипропилена. В области температур ниже 0° различие в значениях модуля не превышает двукратного. [c.357]

Известно, что кристаллизация полимеров приводит к повышению твердости, модуля упругости, прочности и других механических характеристик. В зависимости от условий кристаллизации можно получать образцы с разной степенью кристалличности и таким путем оказывать существенное влияние на механические свойства полимерного тела. [c.330]

При медленном охлаждении полимер кристаллизуется и независимо от степени ориентации молекул в процессе формования приобретает некоторые дополнительные особенности. Материал становится более жестким модуль упругости возрастает, а удлинение при разрыве понижается. Предел прочности при растяжении, отнесенный к исходному сечению, становится больше, чем у аморфного образца, а прочность на удар — значительно ниже. При этом влияние ориентации молекул на механические свойства связано с влиянием кристалличности структуры. [c.109]

Результатами работ [67, 68] показано, что зависимость модуля упругости полиэтилена от температуры для образцов, облученных сравнительно малыми потоками нейтронов, резко изменяется в области температур, соответствующих исчезновению кристаллитов. Для полиэтилена, облученного потоком нейтронов более (8—12)-10 нейтрон/см наблюдается исчезновение резких изменений в ходе кривых или полное отсутствие изменений вследствие аморфизации полимера, обнаруживаемой даже при комнатной температуре. При устранении влияния кристалличности на модуль упругости (при 150 °С) его значение непрерывно возрастает по мере увеличения потоков нейтронов [67]. [c.29]

Динамическими механическими методами детально исследован основной аморфный переход (стеклование) и влияние на него а) молекулярного веса 5, 154] б) присутствия низкомолекулярных гомологов [227] в) сшивания [4, 5, 23, 91, 122] г) кристалличности и упорядоченности [176, 178, 276]. В интервале частот от 10 до 10 гц наблюдались лишь небольшие изменения в положении низкотемпературной части максимума потерь для аморфного полистирола. Спектры ЯМР для образцов с молекулярными весами в диапазоне от 10 до 10 также по существу не изменяются в исследованном интервале температур [188]. Добавление нескольких процентов низкомолекулярного вещества сдвигает максимум потерь в сторону более низких температур. Сшивание полимера дивинилбензолом, добавлением его до 20%, сдвигает низкотемпературную часть максимума в сторону более высоких температур при этом также увеличивается скорость звука при всех исследованных температурах — от 290 до 430° К [5]. Увеличение скорости звука наблюдалось также для образца, облученного в реакторе тепловыми нейтронами с дозой около 4 10 нейтрон/см [23]. Для образца аморфного полистирола, сшитого облучением в реакторе дозой 3,8-10 рад [122, обнаружено, что этот максимум гораздо шире, чем для частично кристаллического образца 40—50%), а модуль упругости после максимума со стороны более высоких [c.381]

Степень кристалличности оказьшает очень большое влияние на такие свойства полимеров, как плотность, модуль, твердость, проницаемость и теплоемкость. В частично кристаллическом полимере его аморфные и кристаллические области будут иметь различные свойства, несмотря на их одинаковую химическую природу. Например, плотность кристаллических областей вьппе, чем аморфных. В конечном итоге многие свойства полимера определяются его степенью кристалличности. Проиллюстрируем это на примере зависимости модуля Юнга от степени кристалличности натурального каучука. На рис. 7.14 хорошо видно, что с увеличением доли кристаллического материала в образце модуль Юнга возрастает. В табл. 7.1 приведено сравнение таких свойств, как плотность, твердость, прочность и модуль упругости для двух образцов полиэтилена А и В, причем степень кристалличности В выше, чем А. Очевидно, что образец В имеет свойства, отличные от свойств образца А. [c.150]

Кристаллиты оказывают большое влияние не только на механические, но и на транспортные свойства полимеров. Влияние кристалличности на модуль упругости представлено на рис. П-12. В стеклообразном состоянии присутствие кристаллитов мало влияет на механические свойства полимеров. При переходе через температуру стеклования аморфное стеклообразное состояние переходит в высокоэластическое, а кристаллическая фаза остается без изменений, то есть цепь остается в состоянии кристаллической решетки, которая поддерживает ее жесткость до тех пор, пока не будет достигнута температура плавления. Поэтому для полностью кристаллических полимеров (100% кристалличности) изменения модуля упругости более вероятны при достижении температуры плавления (Тпл), чем при достижении температуры стеклования ( Тст). [c.56]

Поперечное сшивание полимерных цепей оказывает огромное влияние на большинство свойств высокомолекулярных соединений. Значительное увеличение степени сшивания делает аморфные полимеры более жесткими, повышает температуру размягчения и модуль, уменьшает удлинение и набухание в растворителях, повышает температуру стеклования. На полимеры с высокой степенью кристалличности небольшое увеличение степени сшивания может влиять по-разному. Сначала при появлении небольшого числа поперечных связей резко ограничивается возможность ориентации полимерных цепей, что может понизить степень кристалличности поэтому полимер из высокоплавкого, твердого и плотного может стать более упругим, более мягким, аморфным. Дальнейшее увеличение количества поперечных связей приводит к изменениям, характерным для аморфных полимеров, о чем уже говорилось раньше. [c.329]

Закалка и отжиг низкокристаллических полимеров, таких, как полиэтилен-терефталат, изучены совершенно недостаточно. Отжиг существенно повышает степень кристалличности ПЭТФ, при этом его хрупкость и прочность увеличиваются [25]. В некоторых случаях наблюдаются явления перекристаллизации и частичные переходы от складчатой морфологии к морфологии полностью выпрямленных цепей. Влияние отжига на величину модуля упругости при растяжении изотактического полипропилена иллюстрируется рис. 3.11. Увеличение температуры отжига приводит к почти двукратному увеличению модуля. Относительное удлинение при разрыве, как и следовало ожидать, при этом уменьшается. [c.57]

Результаты, полученные методом ЯМР, хорошо согласуются с температурной зависимостью динамического модуля Юнга для этих полимеров [18]. Было экспериментально показано, что при низких температурах динамический модуль Юнга и скорость звука в менее закристаллизованном полиэтилене высокого давления превышают соответствующие значения для более закристаллизованного линейного полиэтилена. Установлено [18], что аномальное влияние кристалличности на модуль упругости и скорость звука (при котором эти. параметры убывают с ростом к] связано с изменением эффективности межмолекулярного взаимодействия в аморфных областях и является типичным для тех кристаллических полимеров, для которых справедлива структурная модель Хоземанна — Бонара. Если эта аналогия между влиянием к на акустические свойства и ширину линии ЯМР при низких температурах является правильной, то можно ожидать, что результаты, подобные приведенным на рис. 51, должны наблюдаться при низких температурах для полиэтилентерефталата, но-ликапроамида, полиамида 68. [c.218]

Предполагается, что механические свойства полимеров должны зависеть от принципиальных характеристик взаимного расположения молекул, т. е. морфологии кристаллов, и молекулярной ориентации, которые настолько тесно связаны друг с другом, что любые попытки разделить их влияние будут в той или иной степени искусственными. Так, фактором, определяющим механическую анизотропию полиэтилентерефталата, является степень молекулярной ориентации, оцениваемая, например, по двулуче-прелрмлению. В табл. 10.5 приведены результаты измерения продольного модуля и модуля при кручении для волокон полиэтилентерефталата при комнатной температуре. Можно видеть,, что влияние степени кристалличности на эти модули мало по сравнению с влиянием молекулярной ориентации. Полагают поэтому, что в первом приближении неориентированные полимеры можн рассматривать как систему анизотропных упругих элементов с такими же упругими свойствами, как и у высокоориентированных полимеров [34, 351. [c.232]