Механические и молекулярный вес полимера

На кинетику полимеризации изопрена, микроструктуру и физико-механические свойства полимера вредное влияние оказывают примеси соединений различных классов. Наиболее сильным каталитическим ядом является циклопентадиен при его содержании в реакционной смеси 0,014-10 моль/л наблюдается значительный индукционный период и замедление всего процесса полимеризации, а при содержании 1,5-10 моль/л катализатор разрушается полностью [47]. При низких концентрациях циклопентадиена не происходит снижения молекулярной массы полимера, при высоких концентрациях молекулярная масса может снижаться в 3—4 раза. [c.213]

Значительно сложнее обстоит дело с механической деструкцией полимеров, имеющей особое значение в гидравлических системах, трансмиссиях и других агрегатах, работающих при относительно низких температурах. Испытание минеральных масел, загущенных полиизобутиленом молекулярной массы 20 000—24 000, в трансмиссиях автомобилей показало, что эти масла малоустойчивы к механической деструкции. Поэтому подбирать полимерную присадку к маслу следует в зависимости от конкретных условий работы масла в агрегате. Возможность снижения механической де- [c.142]

Влияние величины индекса расплава полиэтилена, Все важные механические свойства полимеров, особенно прочность при разрыве, удлинение, ударная прочность и эластичность, зависят от молекулярного веса, косвенным показателем которого является индекс расплава [91. [c.128]

Молекулярные и механические характеристики полимеров. Средние значения для немодифицированных, неориентированных [c.361]

На стадии формования или на последующих стадиях переработки в полимере могут происходить существенные структурные изменения (например, изменение надмолекулярной структуры, развитие молекулярной ориентации), которые могут быть результатом целенаправленного воздействия, предпринимаемого для улучшения физических и механических характеристик полимера. Связь между процессами формования и изменением структуры имеет большое практическое значение. Понимание этой связи помогает выбирать оптимальный технологический процесс. [c.32]

Изложенное показывает, что ниже температуры стеклования трудно ожидать перестройки структуры, поскольку полимерные цепи практически неподвижны. Поэтому любая молекулярная ориентация, имеющаяся в стеклообразном состоянии, сохраняется практически неизменной до тех пор, пока полимер не нагревают до температуры стеклования. Замороженные деформации, присутствие которых приводит к анизотропии механических характеристик полимера в стеклообразном состоянии, являются следствием молекулярной ориентации, возникающей при деформации или течении полимеров при температуре, превышающей температуру стеклования. [c.68]

Наша книга не претендует на охват всех разделов физики н механики полимеров. В трех ее частях представлены наиболее важные сведения о строении и свойствах полимеров. В первой рассмотрены строение, физические состояния, кристаллизация и стеклование как основные фазовые и релаксационные переходы, статистическая и молекулярная физика макромолекул и полимерных сеток, а также некоторые вопросы термодинамики механических свойств полимеров. Во второй рассмотрены механические, электрические, магнитные и оптические свойства, относящиеся к релаксационным явлениям в полимерах. В третьей представлены важнейшие тепловые и механические свойства, связанные с прочностью и разрушением, а также с трением и износом полимеров. [c.8]

При вальцевании или перетирании смеси нескольких полимеров длинные молекулярные цепи сравнительно легко разрываются — образуются макрорадикалы. Если механическая деструкция полимера происходит в отсутствие кислорода, то из макрорадикалов в результате их рекомбинации (взаимодействия) создаются макромолекулы блоксополимера. Если деструкцию вести в присутствии мономера другого строения, то макрорадикалы взаимодействуют с радикалами мономеров и создаются макромолекулы блоксополимера. Таким путем могут быть синтезированы высокомолекулярные соединения, которые не удается получить обычными методами, например сополимеры природных высокомолекулярных соединений (целлюлозы, крахмала) с синтетическими полимерами (полиакрилонитрилом, полистиролом). Низкомолекулярные полимеры (со степенью полимеризации 10—50), содержащие определенные функциональные группы, можно получить поликонденсацией (стр. 461), теломеризацией (стр. 449), ступенчатой полимеризацией (стр. 444). [c.459]

Следовательно, в зависимости от метода и условий синтеза полимера меняется его средняя молекулярная масса, а при одинаковой средней молекулярной массе полимеры могут обладать различной полидисперсностью. Средняя молекулярная масса и степень полидисперсности влияют на физико-химические и физико-механические свойства полимера. [c.60]

Только путем взаимодействия природных и синтетических каучуков с серой и другими полифункциональными соединениями вулканизация) могут быть получены различные сорта резины и эбонита. Дубление белков, обеспечивающее возможность их технического использования, также основано на химическом взаимодействии белков с альдегидами или другими бифункциональными соединениями. Наконец, к химическим превращениям относится направленная деструкция полимеров, часто применяемая для регулирования молекулярной массы полимеров, перерабатываемых в различных отраслях промышленности. На полном гидролизе целлюлозы основан процесс получения гидролизного спирта. Механическая деструкция полимеров используется в промышленном масштабе для изменения физико-химических свойств полимеров, а также для синтеза сополимеров новых типов. [c.211]

Время релаксации — важнейшая характеристика механических свойств полимера. Оно может изменяться в очень широких пределах, например для каучукообразных полимеров от 10" сек до многих месяцев. Время релаксации увеличивается с повышением молекулярного веса полимера и уменьшается с ростом температуры и давления. Руководствуясь этими соображениями, можно выбрать оптимальный режим формования изделий из пластмасс. [c.400]

Прежде всего для полимерных соединений характерен очень большой. молекулярный вес, колеблющийся в большинстве случаев от 8—10 тысяч до нескольких миллионов. По этой причине молекулы полимеров обычно носят название макромолекул, т. е. больших молекул. Физико-механические свойства полимеров во многом зависят от их молекулярного веса. В связи с тем, что полимеры представляют собой обычно смесь макромолекул различной величины, молекулярный вес полимера является средней величиной молекулярных весов отдельных макромолекул. [c.365]

Молекулярный вес является важнейшей характеристикой высокомолекулярного вещества. От длины молекул зависят механические свойства полимера — прочность, эластичность, а также растворимость и вязкость раствора. С увеличением молекулярного веса повышается прочность и эластичность каучука, уменьшается растворимость, увеличивается вязкость растворов. [c.55]

Рис. 3.8 Зависимость молекулярной массы от продолжительности механической обработки полимера

Хотя характер распределения по молекулярным массам мало сказывается на механических свойствах полимеров, обладающих [c.423]

В результате механической деструкции в атмосфере азота молекулярная масса полимера снижается до некоторой предельной величины, различной для каждого материала. Минимальная предельная молекулярная масса определяется соотношением энергии химических связей макромолекулярной цепи и межмолекулярного взаимодействия. Кроме того, большое значение имеют вид механического воздействия, величина прилагаемой нагрузки, температура и характер среды Увеличение степени асимметрии, жесткости и плотности упаковки макромолекул и концентрации раствора благоприятствуют механическому крекингу полимера. И наоборот, повышение гибкости и подвижности тормозит этот процесс. [c.642]

В последнее время важное значение придается влиянию надмолекулярных структур на механические свойства полимеров. Полимеры, обладающие после синтеза определенной структуро и свойствами, могут приобрести иной комплекс свойств при перестройке их надмолекулярных структур. Прочность ориентированных полимеров зависит не только от совершенства молекулярной ориентации, но и от характера надмолекулярной структуры. Большое разнообразие надмолекулярных структур позволяет получить многообразие свойств в пределах каждого физического состояния полимера кристаллического, стеклообразного и высокоэластического. [c.127]

Известно, что вязкость растворов полимеров возрастает пропорционально молекулярному весу в степени 3,4 (см. гл. V), вследствие чего, например, увеличение среднего молекулярного веса в 2 раза означает возрастание вязкости приблизительно в 10 раз. Но механическая прочность полимеров ниже определенного предела молекулярного веса резко уменьшается, и пленка, которая обычно находится под постоянным механическим воздействием из-за остаточных внутренних напряжений и температурного расширения материалов, может оказаться недостаточно прочной. [c.321]

Изучение фракционного состава позволяет судить о механических свойствах полимера. Полимеры, содержащие большое количество низкомолекулярных фракций, имеют более низкую температуру размягчения, высокую пластичность в размягченном состоянии, обладают хладотекучестью в твердом состоянии, повышенной упругостью и морозостойкостью, т. е. ведут себя как пластифицированные полимерные вещества. Полимеры, в которых превалируют фракции высокого молекулярного веса, обладают высокой прочностЕзЮ, твердостью или эластичностью, переходят в размягченное состояние при более высокой температуре и пе столь пластичны, как полимеры, в большей степени пластифицированные низкомолекулярными фракциями. [c.75]

Такие подробные исследования показали, что механическая дестру.- ция полимера методом истирания на вальцах происходит только в том случае, когда макромолекулы состоят из длинных цепей. Предел стабитьности птакромолекул в процессе вальцевания также различен для разных полимеров. При вальцевании поливинилацетата молекулярный ес его снижается до ПООО поливинилового спирта до 4000, что совпадает с результатами исспедования степени механической деструкции полимеров в шаровой мельнице. [c.183]

О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы , но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс З-Ю —15 10 т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формован 1я и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. [c.197]

Механодеструкция — деструкция полимеров под действием механических напряжений, возникает при механической переработке полимера (вальцевание, экструзия, измельчение, прессование, ка-ландрование и т. д.). Силы межмолекулярного сцепления макромолекул превышают прочность С = С-связи, поэтому при механическом воздействии на полимер происходит разрыв отдельных связей с образованием макрорадикалов. При механодеструкции в инертной атмосфере молекулярная масса снижается до которая определяется равенством энергии межмолекулярного взаимодействия и прочности наиболее слабой С —С-связи в полимере. Большое значение имеют вид механического воздействия, загрузка, температура, среда. [c.246]

Изомерия у полимеров. Большие размеры макромолекул полимеров обусловили и еще одну важную особенность их в сравнении с низкомолекулярными вен1ествами той же химической природы. Как известно, уже у бутана могут быть два структурных изомера — нормальный и изо-бутан. Огромная макромолекула полимера может быть линейной и разветвленной, т. е. иметь боковые ответвления от основной цепи. Если при этом молекулярная масса линейной и разветвленной молекул одинакова, то они являются изомерами. Физические и механические свойства полимеров, состоящих из линейных макромолекул, сильно отличаются от свойств полимеров, состоящих из разветвленных макромолекул (например, полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности). [c.8]

Когда в гл. 8 речь шла о равновесном напряжении, то имелось в виду именно а< , которое на рис. 9.1 (кривая 2) показано как предельное при релаксации пространственио-сшитого эластомера. Некоторые механические свойства полимера можно рассчитать, зная его структуру. Пример такого расчета был приведен в гл. 8, где показано, как получить равновесный модуль пространственно-сшитого полимера, зная густоту сетки химических связей. Таких примеров в физикохимии полимеров немного. Количественные зависимости между молекулярной структурой и свойствами сложны и поэтому часто приходится прибегать к отысканию феноменологических закономерностей с помощью моделирования. [c.120]

Полимеризацию винилацетата проводят блочным, паковым и эмульсионным (или суспензионным) методами. Средний молекулярный вес полимера колеблется от 3500 до 500 ООО. В зависимости от величины среднего молекулярного веса изменяются физические и механические свойства полимера. Для получения низкомолекулярного поливинилацетата (средний молекулярный вес 3500—7500) нрименяют периодический блочный метод полимеризации. Непрерывный блочный метод полимеризации, осуществляемый в башнях, позволяет повысить средний молекулярный вес полимера до 30000—60000. Для получения высокомолекулярного поливинилацетата применяют эмульсионный или суснензионный метод. Наиболее широко распространен лаковый метод нолимеризации винилацетата его применяют во всех тех случаях, когда дальнейший процесс переработки требует растворения полимера в растворителе. [c.817]

Для промышленности пластмасс и синтетических волокон наибольший интерес представляет изотактический полипропилен. Поэтому молекулярная структура и ее влияние на физико-механические свойства полимера рассматриваются ни ке, в основном, применительно к данному стереоизомеру иолиироиилена. [c.67]

Особо следует остановиться на кинетической гибкости сетчатых полимеров. Во-первых, для таких полимеров можно говорить только о кинетической гибкости в конденсированном состоянии, поскольку сетки нерастворимы, во-вторых, форму та (I 29) теряет смысл, поскольку сетчатые полимеры неспособны к течению. Для таких систем следует говорить не о гибкости макромолекулы в целом, а о гибкости участка макромолекулы, заключенного между узлами, с молекулярной массой Если М намного больше величины чоханического сегмента, то для полимера сохраняются выведенные выше зависимости к гибкость его практически не снижается. По мере роста числа сшивок, т. е. снижения Мс, гибкость снижается, и при соизмеримой с величиной механического сегмента, полимер теряет способность к изменению конформации и ведет себя как абсолютно жесткий полимер. Уравнение, характеризующее во.- ра-стание Т при сшивании линейных полимеров, имеет вид [c.104]

В процессе полимеризации, как уже говорилось, образуются макромолекулы разной молекулярной массы. Широкий разброс значений молекулярной массы обычно приводит к ухудшению механических свойств полимеров Поэтому при получении полимеров стремятся регулировать их молекулярную массу. Для этого используют, в частности, реакцию передачи цепи, которая заключается в том, что вводимое в систему вещество — регулятор — обрывает растущую цепь, но при этом само становится свободным радикалом и начинает новую кинетическую цепь реакции полимеризации. Таким образом, реакция передачи цепи приводит к продолжению кинетической цепи и прекращению (ограничеиню) роста материальной цеги (макромолекулы). Передача цепи может проис.ходить не только с помои1ью регуляторов, но и через молекулы растворителя, примеси и т. д. В качестве регуляторов применяют хлорированные углеводороды, меркаптаны и др Особенно широко регуляторы используются в производстве синтетических каучуков. [c.117]

В процессе механодесгрукции происходит постепенное снижение стегсии полимеризации. Степень полимеризации, при которой дсструкиия резко замедляется или прекращается, называется пределом деструкции. Предел деструкции для многих полимеров составляет 100—1000 звеньев. Кроме того, происходит выравнивание длин макромолекул и, следовательно, сужение молекулярно-массового распределения (рис. 3 7) Минимальная предельная молекулярная масса определяется соогно-шением энергий химических связей макромолекулы и межмолекуляр кого взаимодействия. Кроме того, большое значение имеет вид механического воздействия, величина прилагаемой нагрузки, температура и характер среды. Увеличение степени асимметрии, жесткости и плотности упаковки макромолекул и концентрации раствора благоприятствуют механическому крекингу полимеров. И наоборот, повышение гибкости и подвижности тормозит этот процесс [c.217]

Перспективными материалами с повышенными физико-механическими свойствами являются молекулярные композиты. Они представляют собой смесь жесткоцепного полимера, выполняющего функцию армирующего наполнителя, и гибкоцепного полимера, играющего роль непрерывной матрицы, в которой равномерно распределен жесткоцепной полимер. Представляется, что микроструктуру такого материала можно более тонко (по сравнению с механической смесью полимеров) регулировать за счет синтеза блочных молекулярных композитов соответствующего строения. [c.232]

Информация о ММР позволяет выяснить свойства полимеров, определяющие их пригодность для производства изделий определенного назначения. Найдены [61, 62] зависимости между молекулярной массой (ММР) и такими механическими свойствами полимеров, как соотношение напряжение - деформация (условная прочность при растяжении, относигельное удлинение, предел вынужденной эластичности, хрупкость и модули упругости), ударопрочность, растрескивание и образование микротрещин, усталостные свойства, ползучесть и релаксация напряжения и др. Установлена [63] взаимосвязь между основными характеристиками полимеров - молекулярной массой М, нолидисперсностью Д, степенью разветвленности Р - и свойствами полимеров С - условной прочностью при растяжении, вязкостью концентрированных растворов, начальной вязкостью расплава [c.113]

ММР и молекулярная масса влияют а физико-механические свойства полимеров непосредственно или косвенно, определяя кристаллическую структуру, плотность, степень ориентации. Исследования зависимостей прочности при растяжении, удлинения при разрыве, прочности при изгибе полистирола, полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и других по -меров показали, что прочность растет при увеличении Мш и Мп до некоторых критически значший, а затем сохраняется постоянной. Если значения Мш и М выше критических, то прочностные характеристики полимера не зависят от ММР. [c.144]

Одно из уникальных свойств полимеров — эластичность — можно объяснить в рамках простой гауссовой модели. Эластичность — это способность к большим обратимым деформациям. Механические свойства полимеров, как и др тих упругих материалов, описываются законом Гука. Однако наибольшая величина деформации, которую материал способен выдержать без разрущения, у полимеров на несколько порядков больше, чем у обычных твердых тел. Предел упругих деформаций стали или стекла составляет несколько процентов, тогда как у эластичного полимера, например каучука, он выражается сотнями процентов. В обычных материалах упругая деформация возникает в результате небольшого (на проценты) изменения межатомных расстояний и углов кристаллической решетки. Очевидно, что эластичность невозможно объяснить таким механизмом деформации. Гигантские величины обратимых деформаций полимерных веществ обусловлены тем, что при действии деформирующего усилия (например, растяжения образца) происходит распрямление молекулярных цепей, а при снятии деформирующего усилия цепи вновь сворачиваются в клубки. Сворачивание в клубки происходит не потому, что в распрямленной цепи возникли какие-либо напряжения (типа тех, что появляются в растянутой стальной пружине). Таковые просто отсутствуют. Состояние и распрямленной, и свернутой в клубок цепи механически одинаково устойчиво. Не существует сил, которые делали бы предпочтительным одно из таких состояний. Причина сворачивания цепи в клубок иная — вероятностная. Существует один способ так расположить звенья цепи, чтобы макромолекула приобрела максимально возможный размер, равный ее контурной длине гЫ. В го же время имеется множество вариантов (порядка 3 ) такого расположения звеньев, при котором расстояние между концами макромолекулы станет равно ее среднестатистической величине К = Каждый из вариантов изогнутого состояния реализуется при тепловом движении звеньев с той же вероятностью (частотой), что и единственное состояние предельно вытянутой молекулы, поэтому растянутый клубок непременно перейдет в одно из многочисленных свернутых состояний под влиянием только лишь теплового движения звеньев. [c.730]

Область полимерной науки, посвященную С1руктуре и форме надмолекулярных образований, впиянию характера, тонкого строения, 1 степени молекулярной упорядоченности их на эксплуатационные свойства высокомолекулярных соединений, иногда называют полимерографией [41] по аналогии с металлографией. Она позволяет в общем виде предсказать механические свойства полимеров. [c.455]

Представленная на рис. 110 и 111 за исимость несколько изменяется при варьировании конкретных условий механического диспергирования тем пературы, частоты механического воздействия, среды и т. д. Однако установленная для данных конкретных условий диспергирования, эта зависимость имеет большое прикладное значение. Во-первых, если нужно механически измельчить полимер при заданном нижнем пределе молекулярной массы, еще допустимом по технологическим требованиям, то можно установить предельно допустимую степень измельчения, превышение которой приведет к ухудшению технологических овойств полимера. Вонвторых, если необходимо по тех1нологическим соо бражениям уменьшить молекулярную массу полимера, например, для повышения растворимости, снижения вязкости растворов, облегчеиия [c.136]

Прочность высокополимера мало зависит от характера молекулярномассового распределения, а в основном определяется среднемассовым значением молекулярной массы. Р1наче говоря, полидисперснссть мало сказывается на механических свойствах полимеров с большой молекулярной массой. Для полимеров с низкой и средней молекулярной массой полидисперсность существенно сказывается на прочности . [c.129]

Многочисленные исследования влияния степени полимеризации на механические свойства полимеров показали, что полимер обладает измеримой механической прочностью только при некотором минимальном значении степени полимеризации, лежащем обычно между 40 и 80. По мере увеличения средней степени полимеризации прочность полимера непрерывно увеличивается (рис. IV. 1). Верхняя кривая, ограничивающая заштрихованную область на рис. IV. 1, относится к полиамидам, нижняя — к полио.пефинам -Между этими кривыми располагаются соответствующие кривые для таких полимеров, как, например, сложные зфиры целлюлозы. До степени полимеризации около 250 соблюдается пропорциональная зависимость между механической прочностью и степенью полимеризации. Затем кривая изгибается, и после достижения степени полимеризации порядка 600 дальнейшее увеличение молекулярной массы уже мало отражается на прочности полимеров. [c.173]

Проведен анализ физических и математических предпосылок, лежащих в основе количественного описания неравновесных механических свойств полимеров на молекулярном уровне. Критически рассмотрены результаты наиболее разработанных из существующих теорий, дан обзор новых направлений развития теории. Кратко изложены основные нерещенные проблемы и направления дальнейших теоретических и экспериментальных исследований в этой области. [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология