Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Прочность строения полимера

    Первые синтетические полимеры были получены, как правило, случайно, методом проб и ошибок, поскольку и о строении молекул-гигантов, и о механизме полимеризации было в ту пору мало что известно. Первым за изучение строения полимеров взялся немецкий химик Герман Штаудингер (1881—1965) и сделал в этой области немало. Штаудингеру удалось раскрыть общий принцип построения многих высокомолекулярных природных и искусственных веществ и наметить пути их исследования и синтеза. Благодаря работам Штаудингера выяснилось, что присоединение мономеров друг к другу может происходить беспорядочно и приводить к образованию разветвленных цепей, прочность которых значительно ниже. [c.135]


    Наиболее распространенной формой надмолекулярного образования в ориентированных полимерах является фибрилла, которая может иметь различное строение. У ориентированных аморфных полимеров фибриллы сравнительно гомогенны. У ориентированных аморфно-кристаллических полимеров (например, у целлюлозы - см. рис. 9.3) фибриллы гетерогенны чередуются кристаллические и аморфные области, причем проходные макромолекулы переходят из одного кристаллита в другой через аморфную прослойку. Механическая прочность ориентированных полимеров непосредственно связана со строением фибрилл. Аморфные прослойки из проходных макромолекул обеспечивают эластичность (способность к большим обратимым деформациям) в сочетании с высокой прочностью на разрыв. Прочность тем больше, чем больше доля проходных макромолекул. При 100%-й кристалличности полимер имеет высокую прочность на разрыв (макромолекулы, прервавшиеся в кристаллической части, почти не влияют на прочность из-за высокой энергии когезии), но малую эластичность из-за отсутствия аморфных прослоек. Уменьшение числа проходных макромолекул в случае складчатого строения снижает прочность на разрыв. [c.142]

    Прочность кристаллических полимеров значительна уже при низкой молекулярной массе (10 000—20 ООО), что обусловлено их строением. [c.129]

    При исследовании прочности следует получить ответы на следующие вопросы какое химическое строение полимера может обеспечить определенное значение прочности материала в конкретных условиях эксплуатации и какая надмолекулярная структура должна быть сформирована в процессе переработки в изделия с целью получения материала с заданной прочностью при конкретных условиях эксплуатации. [c.7]

    Особенности строения полимеров обусловливают характерные закономерности их механических свойств, в том числе и механической прочности. Основное специфическое свойство макромолекул — их гибкость накладывает отпечаток на процесс разрушения полимеров. [c.54]

    Однако пользуясь этим методом, трудно выяснить особенности закономерностей прочности полимерных материалов и установить связь между строением полимера и его прочностью. Между тем в настоящее время основная задача, стоящая перед химиком-технологом при создании нового полимерного материала и разработке технологии его переработки в изделие, обладающее заданными свойствами, состоит в установлении связи между строением и прочностью полимера. Учитывая это, мы будет основываться в дальнейшем изложении на экспериментальных фактах и обобщениях, позволяющих вскрыть в той или иной мере механизм разрущения и установить связь между особенностями строения полимера и его поведением в процессе разрушения. [c.78]


    Изучению прочностных свойств полимерных материалов посвящено значительное число теоретических [56—64, 66— 68] и экспериментальных [3, 6—8, 65, 69—71] исследований, в результате которых установлена связь между молекулярным строением, полимеров, структурой вулканизатов, режимом деформации и характеристиками прочности. [c.97]

    Тепловое поведение полимерных материалов является их важнейшей характеристикой, определяющей выбор пластмасс и их эффективное использование. Большинство пластиков отчетливо реагирует на, как принято говорить, температуру. Причина этого заключается в цепном макромолекулярной строении полимеров. Чем подвижнее кинетические фрагменты макромолекул, тем рельефнее их реакция на интенсивность теплового поля. Подвижность же макроцепей и, следовательно, температурная деформируемость и прочность определяются химическим строением, физической организацией полимеров (кристаллические или аморфные), морфологией их надмолекулярной структуры (пачечная, фибриллярная, сферолитная, сетчатая), видом и интенсивностью межмолекулярных связей [c.103]

    Прочность пленок частично замещенных ацетобутиратов и их сшитых производных не превышает 6 10 Н/м. Известно, что определяющим фактором в увеличении прочности является степень вытяжки. Однако возможность достижения той или иной степени вытяжки ограниченна и зависит от строения полимера, его физического состояния, надмолекулярной структуры, параметров вытяжки (скорость, температура). [c.268]

    Итак, мы видим, что вопрос о взаимодействии функциональных групп адгезивов с соответствующими группами поверхности субстратов достаточно сложен и требует индивидуального подхода при анализе каждой конкретной системы. Следует учитывать не только наличие и тип функциональных групп в макромолекулах адгезива, но и пространственное строение полимера, длину и гибкость макромолекул, характер и прочность надмолекулярных образований. [c.368]

    Понятие о типах трещин и их роли в процессах разрушения является фундаментальным в механике разрушения. Однако классическая механика разрушения не объясняет временную зависимость прочности твердого тела в хрупком состоянии вследствие ограниченности механического подхода, не принимающего во внимание атомное строение полимера и термофлуктуационный механизм разрыва химических и других связей, т. е. физику разрушения. Только в случае проявления вязкоупругости (выше Тхр) классическая нелинейная механика разрушения описывает временные эффекты прочности. [c.104]

    Важнейшая проблема современной полимерной науки состоит в том, чтобы научиться получать материалы с заранее заданными свойствами. Для этого необходимо прежде всего изучить зависимости между строением полимеров и их физическими и химическими характеристиками. Расчеты показывают, что фактическая прочность изделий из различных полимеров пока в десятки раз меньше той, которая могла бы быть получена за счет полного использования сил взаимодействия между их молекулами. Широкое иоле деятельности здесь открывается перед физикой. Задача, очевидно, будет решена путем создания так называемых упорядоченных структур полимеров и соответствуюш ей конструкции изделий. Уже сейчас удалось получить ориентированные стеклопластики и другие аналогичные материалы с волокнистым наполнителем, которые по прочности не уступают стали. [c.176]

    В результате облучения смесей разных полимеров получают сшитый полимер — образуются либо молекулы привитых полимеров, либо сплошная сетка из участков различного химического строения. При облучении смесей полиэтилена и полистирола получается материал, прочность которого в четыре раза превышает прочность исходных полимеров, а термостойкость их достигает 250 °С. [c.284]

    Наконец, звенья мономеров в молекуле соединяются регулярно (конец одного звена — начало другого звена) или нерегулярно (конец одного звена — конец другого звена, начало другого звена — начало третьего звена и т. д.), а заместители в боковых группах также могут иметь регулярное или нерегулярное пространственное расположение стереорегулярность полимеров, см. гл. III). Все эти факторы влияют на физические и механические свойства полимеров (степень кристалличности, температура размягчения и плавления, прочность и другие важнейшие свойства). Следовательно, знание строения полимеров и умение создавать заданную структуру их в процессе синтеза дают возможность широко регулировать свойства полимеров, а следовательно, и эксплуатационные характеристики изделий из них. [c.11]

    Прочность кристаллических полимеров достигает предельной величины при молекулярной массе 10 ООО—20 ООО, что объясняется их строением. [c.234]

    Полихлорвинил можно рассматривать как хлоропроизводное полиэтилена. Строение полимера обусловливает его повышенную химическую стойкость. Полихлорвинил — хороший диэлектрик, обладающий большой механической прочностью. Имея линейную структуру, он термопластичен. Порошкообразную массу полихлорвинила перерабатывают на заводах методами, применимыми обычно к термопластам. На основе полихлорвинила получают два вида пластмасс винипласт и пластикат. Первый характеризуется значительной жесткостью, второй более мягок. [c.263]


    Регулярное (изотактическое) строение полимера способствует более плотной упаковке макромолекул по сравнению с нерегулярным (атактическим), а также повышению прочности, температуры плавления и других показателей. [c.143]

    Широкое использование полимерных материалов в значительной степени обусловлено их ценными механическими свойствами и главным образом высокой прочностью в сочетании со способностью к большим обратимым деформациям. Такое исключительное сочетание свойств определяется специфическим строением полимеров — наличием двух видов связей, резко различающихся энергией и длиной прочных химических связей между атомами в цепи и значительно более слабых межмолекулярных связей между цепями. [c.180]

    На механические свойства полимерных покрытий оказывают влияние не только химическое строение полимера, но и структура его макромолекул, так как свойства полимера заметно изменяются с переходом его из аморфного в кристаллическое состояние. С увеличением степени кристалличности возрастает плотность, твердость, жесткость и прочность пленки, но снижается ее упругость и эластичность. [c.109]

    Неоднородность строения полимеров не может не отразиться на их механических свойствах, подобно тому, как неоднородности низкомолекулярных кристаллов (в данном случае нарушения в кристаллической решетке — дислокации) сильно влияют на их механические свойства. Это влияние проявляется в том, что вследствие существования дислокаций реальные кристаллы способны пластически деформироваться и разрушаться под действием напряжений, значения которых на несколько порядков меньше, чем предел прочности идеальных кристаллов. Более того, оказывается, что в случае полимеров структурная неоднородность является одним из необходимых условий, обеспечивающих их способность к пластической деформации [23, 24]. [c.7]

    Под термином термостойкость лакокрасочных покрытий подразумевают температуру, при которой покрытие сохраняет свои защитные и физико-механические свойства в течение определенного времени. Она обусловливается химической природой и строением полимеров, используемых в качестве пленкообразующих веществ, наличием пигментов и наполнителей, существенно влияющих на свойства покрытий, а также технологией нанесения и режимом сушки покрытий, качеством подготовки поверхности перед нанесением лакокрасочных покрытий и другими факторами. При высоких рабочих температурах у металлов и неметаллических материалов, как правило снижается прочность, а у металлов снижается и коррозионная стойкость. Термостойкие покрытия должны быть стойкими к действию высоких температур и сохранять декоративные качества, должны защищать металл от коррозии, в ряде случаев выдерживать вибрационные нагрузки и удовлетворять другим требованиям. [c.185]

    Благодаря цепному строению полимеры отличаются гибкостью и большой механической прочностью, пригодны к переработке в тонкие пленки и волокна. Из них получают самые разнообразные изделия — мелко- и крупногабаритные детали машин и механизмов, строительные конструкции, весьма прочные покрытия, устойчивые к действию агрессивных сред, а также высоких и низких температур, изоляционные материалы. Полимеры заменяют легированную сталь и различные металлы, стекло, а вспененные полимеры — пенопласты — используются вместо войлока и ваты в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов. Пластмассы стали самостоятельным классом материалов, без которых не мыслится развитие современной техники. От товаров массового спроса до деталей космических кораблей — таково в настоящее время назначение пластмасс. Постоянно растущие запросы народного хозяйства, порождаемые научно-технической революцией, требуют увеличения масштабов производства пластмасс и разработки новых синтетических материалов. [c.5]

    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]

    Степень кристалличности, температура размягчения и плавле- [ия, прочность связей и другие характеристики полимеров определяют их мс.хаиические свойства. Следовательно, зная строение полимеров и умея создавать заданную структуру в процессе синтеза, можно широко регулировать свойства полимеров, а следовательно, и эксплуатационные характеристики " изделий из них. [c.13]

    Теоретическая прочность хрупких полимеров обычно находится 1в разительном несоответствии с ее экспериментальными значениями [98]. Поэтому в расчетной практике иопользуется техническая прочность, определяемая случайным характером структуры реальных изделий. Для техничесмих полимеров эта структура, как правило, весьма неоднородна вследствие несовершенства строения (блоки, межкристаллитные грани, фибриллярные и глобулярные образования, аморфные прослойки и т. п.), что усугубляется полидисперсностью полимера, а также наличием в нем остатков мономера. [c.116]

    В настоящей главе в общих чертах было рассмотрено влияние различных факторов на характеристики прочности. Задачей конструкторов и технологов, работающих в области полимерных материалов, является учет общих закономерностей прочности при создании полимерных материалов с заданными свойствами. При этом необходимо учитывать как особенности строения полимеров, так и режимы эксплуатации изделий. Большое разнообразие химических структур различных полимерных материалов и разнообра зие ингредиентов, применяемых в полимерных композициях, дает в этом отношении технологам-полимерщикам практически неограниченные возможности. [c.221]

    Из сказанного следует, что в настоящее время еще не создано количественной теории, связывающей строение полимера с его физико-механическими свойствами, в том числе с его прочностью. Однако в ряде работ установлена связь между особенностями строения полимеров, режимом деформации и характеристиками прочности. Важнейшими характеристиками химического строе ния, по-видимому, являются степень полимеризации, интенсив ность межмолекулярного взаимодействия, регулярность струк туры, разветвленность, степень поперечного сшивания полимера Кроме того, очень большое влияние на прочность оказывает фи зическая структура образца.  [c.253]

    Помимо неопределенности констант уравнение Ф. Бики имеет и другие недостатки. Одним из них является то, что эти представления не учитывают роль межмолекулярного взаимодействия в процессах разрыва [95, с. 312]. В последнее время появились попытки учесть межмолекулярные взаимодействия в рамках молекулярных моделей. Так, Г. А. Патрикеев [94], считая, что всю внешнюю нагрузку воспринимает небольшая часть упруго-растянутых макромолекул, образующих непрерывный каркас, который армирует полимер, в то же время допускает, что число молекул в каркасносвязанном состоянии и их упругое напряжение зависят от межмолекулярного взаимодействия и температуры. Тем не менее можно утверждать вслед за В. Е. Гулем [95, с. 314], что в настоящее время еще не создана количественная теория, связывающая молекулярное строение полимера с его физико-химическими свойствами, в том числе и с прочностью. [c.53]

    Третье издание (2-е изд. вышло в 1977 г.) переработано в соответствии с результатами исследований последних лет. Изложены современные теоретические представления и обобщены экспериментальные данные об основных электрических свойствах полимеров электрической проводимости, электрической прочности, диэлектрических потерях и проницаемости, а также о полимерных эл .-ктретах, пьезоэлектриках. Показано применение методов исследования электрических характеристик для оценки молекулярного и надмолекулярного строения полимеров. [c.2]

    В качестве дополнительной литературы к этой главе можно рекомендовать монографию В. Е. Гуля Структура и прочность полимеров , 2-е изд. М., Химия , 1971, в которой кроме феноменологического рассмотрения проблемы разрушения, подробно излагается вопрос о связи физического строения полимеров с их прочностными храктеристиками этот вопрос отражен в монографии Уорда совершенно недостаточно. — Прим. ред. [c.307]

    Трещины серебра не являются трещинами в обычном понимании этого слова, так как они заполнены видоизмененным полимерным веществом. Вследствие микронеоднородного строения полимеров, структура которых включает области различной надсегментальной и надмолекулярной организации [1.1, 4.48—4.50] фазового или флуктуационного происхождения, перед трещиной в области повышенной деформации происходит расслаивание полимера на микротяжи, между которыми образуются микропустоты. Появлению тяжей способствуют условия деформации в вершине трещины серебра при раздвижении стенок трещины поверхность стенок остается неизменной, а раскрытие трещины увеличивается, следовательно, увеличивается объем и уменьшается плотность полимера. Это также является причиной расщепления материала и заполнения его продольными пустотами. Трещины серебра имеют особенности 1) размеры их не изменяются при разгрузке растрескавшегося образца 2) даже если трещины серебра заполняют весь объем образца, модуль упругости и прочность образца изменя- [c.83]

    Зависимость диэлектрических свойств от строения полимеров. Электрич. проводимость, диэлектрич. потери и диэлектрич. проницаемость (в меньшей степени — электрич. прочность) полимеров зависят от химич. состава и структуры мономерного звена, строения макроцепей, способа их укладки. От молекулярного взаимодействия в полимерах зависят подвижность свободных ионов, времена релаксации и их темп-рные зависимости, эффективные дипольные моменты мономерного звена. [c.371]

    На молекулярном уровне это влияние учитывается сеточной моделью строения полимеров. Цепные молекулы в твердом полимере, соприкасаясь, образуют контакты — узлы за счет межмолекулярных сил сцепления. В точках же перехлеста молекулярных цепей образуются узлы с прочностью, приближающейся к прочности хим. связей. В результате можно представить себе объем полимера в виде своеобразной трехмерной сетки с узлами разной степени устойчивости (рис. 16). Подобное описание являлось доминирующим ранее, когда прямое изучение строения полимеров еще не приобрело значительного развития. Следует подчеркнуть, что сеточная модель содержит в своей основе реалистич. положения о взаимодействии макромолекул, что и позволяет с успехом применять ее в довольно широкой области деформирования полимеров. В соответствии с сеточной моделью строения полимеров ориентационная вытяжка заключается в том, что передаваемое через узлы сетки внешнее усилие распрямляет и поворачивает в направлении оси действия силы участки молекул между узлами (см. рис. 16). Этот процесс может идти как прп фиксированных узлах, так п при значительном изменении их концентрации и вида, что определяется условиями ориентирования (темп-рой, скоростью растягивания, напряжением) или свойствами полимера. [c.257]

    Механическая прочность, являющаяся функцией молекулярного строения, значительно выше у новых типов полиэтилена высокой плотности, полученных по методу Циглера и Филиппса, чем у полиэтилена низкой плотности. Диэлектрические свойства полиэтилена зависят от функциональных групп, введенных в метиленовую цепь в качестве примесей, и практически не зависят от молекулярного строения полимера [463]. [c.230]

    Пространственное структурирование (сшивание) полимеров — одно из основных направлений модификации их структуры, позволяющее улучшить ряд эксплуатационных xapaктepи тик стойкость к растрескиванию, воздействию высоких темпер ур и растворителей, прочность и др. Структурирование различных по химическому строению полимеров протекает по различным механизмам и имеет свои специфические особенности. При переработке полимеров, осуществляемой при сравнительно высоких температурах в расплаве, приходится сталкиваться, с протеканием процессов самопроизвольного структурирования, происходящего под действием макрорадикалов, которые образуются при высокотемпературной деструкции макромолекул. В принципе этот случай структурирования по закономерностям и механизму протекания идентичен процессам пространственного структурирования, инициированного специальными добавками. [c.198]

    В последнее время появились работы, в которых делается попытка связать прочностные свойства полимеров с характером надмолекулярной структуры и взаимным расположением элементов, из которых она построена. Так, изучена связь между процессами деформирования ориентированных полимеров в целом и изменением ориентаци отдельных элементов структуры Оказалось, что упругая деформация ориентированного полимера суммируется из деформаций отдельных фибрилл (т. е. сосредоточена внутри эт Х фибрилл), а смещение их относительно друг друга практически полностью отсутствует. Кроме того, деформация внутри фибрилл протекает в основном в аморфных областях полимера, что подтверждается рентгенографическими исследованиями. Следовательно, аморфные области, по-видимому, определяют прочность ориентированных полимеров. Поэтому изучение строения этих областей представляется важной задачей исследования, разрешение которой может указать методы регулирования прочностных свойств таких полимеров. Проведенное изучение зависимости разрывного напряжения волокон капрона от молекулярной ориентации [c.151]

    Строение полиэфира заметно влияет и на прочность радиационно-структурированных образцов при сжатии (рис. 57). Этот показатель наиболее высок у полиэтиленма-леинатадипината — полиэфира алифатической природы,— обладающего наибольшей подвижностью полимерных цепей. При структурировании последнего пространственные препятствия проявляются меньше, чем при структурировании других полиэфиров, что и приводит к образованию менее напряженных образцов с высокой прочностью. У полиэфира, модифицированного циклопентадиеном, максимальная прочность достигается лишь при дозах порядка 100 Мрад. Объясняется это, по-видимому, появлением дополнительных сшивок в процессе облучения за счет менее реакционноспособных двойных связей эндометилентетрагидрофталевого цикла. Самой низкой прочностью характеризуется полимер ПНА, большие стерические препятствия при сополимеризации которого способствуют развитию внутренних напряжений. Кроме того, полимер содержит около 20% экстрагируемых веществ, которые также снижают его прочность. [c.150]

    Ценность поливинилхлорида как пленкообразователя заключается в удачном сочетании у него ряда положительных свойств высокой химической,устойчивости, механической прочности, негорючести, нетоксичности, грибоустойчивости и т. д. Эти качества определяются строением полимера [—СНг—СНС1—] и повышенной (по сравнению с другими аморфными полимерами) упорядоченностью его структуры [42]. Упорядоченности способствует наличие лабильных связей Н---С1, обусловливающих высокое межмолекулярное взаимодействие в полимере. Хорошие свойства, доступность и дешевизна поливинилхлорида делают его-одним из незаменимых полимеров в производстве защитных покрытий. [c.101]

Смотреть страницы где упоминается термин Прочность строения полимера: [c.328]    [c.208]    [c.5]    [c.208]    [c.92]    [c.195]    [c.259]    [c.374]    [c.176]    [c.290]    [c.75]   
Структура и механические свойства полимеров Изд 2 (1972) -- [ c.26 , c.229 , c.261 , c.269 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Полимеры строение



© 2025 chem21.info Реклама на сайте