Упругие свойства высокополимеров

Перемещение молекул вызывает течение, а изменение их формы определяет эластические или упругие свойства высокополимеров [1, 2]. [c.298]

Для суждения об упругих свойствах высокополимеров на основании кривой растяжения пользуются значением энергии упругости илн численно равной ей работой деформации, т. е. величиной, пропорциональной плошади, ограниченной кривой о=/(е), в пределах от е=0 до р = тах. [c.476]

В настоящее время не существует способов количественного определения взаимодействия между звеньями, позволяющих рассчитать форму цепной молекулы в конденсированной системе. Однако наиболее важные свойства высокополимеров определяются именно взаимодействием звеньев и состоянием цепи. Аномальные упругие свойства полимеров являются следствием деформируемости цепей и поэтому определяются состоянием цепей в исходном материале. Исключительно высокие значения вязкости высоко-лолимеров являются следствием большого значения энергии взаимодействия между цепями, слагающегося из взаимодействия звеньев. [c.219]

В обеих совокупностях могут независимо происходить ориентация и дезориентация структурных элементов с соответствующими периодами релаксации. Поэтому для высокополимеров мы должны различать две группы периодов релаксации, относящиеся к распределению звеньев в цепи и к распределению цепей друг относительно друга. Обе группы процессов оказывают влияние па физические свойства высокополимеров. В зависимости от того, какая группа процессов является основной при проводимом измерении, мы получаем ту или иную характеристику изучаемого физического свойства высокополимера. Так, например, изучая механические свойства при очень быстрых деформациях, мы изменяем в процессе исследования лишь форму цепей, но не их взаимное расположение [8]. При этом, естественно, выпадают процессы, связанные с перемещением цепей как целого (т. е. процессы вязкого течения), период релаксации которых весьма велик по сравнению с временем деформации. Поведение материала в этом случае будет чисто упругое. [c.224]

Как указывалось ранее [1,2], при деформации высокополимеров всегда следует различать упругую деформацию, связанную с изменением формы цепных молекул, и процессы течения, связанные с перемещением цепей относительно друг друга. Поэтому в общем виде можно предполагать, что при изменении температуры в высокополимерах могут наблюдаться раздельно два явления прекращение взаимного перемещения больших молекул (потеря текучести) и прекращение взаимного перемещения звеньев цепных молекул (потеря упругих свойств). [c.303]

Издатинлит, 1948, стр. 72 Т. А л ф р е й. Механические свойства высокополимеров, Издатинлит, 1952 Л. Т р е л о а р. Физика упругости каучука, Издатинлит, 1953. [c.173]

Все деформации можно также разделить на обратимые и остаточные. В первом случае после устранения внешних сил деформация тела полностью, или почти полностью, исчезает такие тела называются упругими, или эластичными, а самое свойство тела восстанавливать свой объем и форму получило название упругости. Во втором случае полученная телом деформация после снятия напряжения не уничтожается такие тела называются пластичными. Одно ито же тело в зависимости от температуры и давления может быть и упругим и пластичным, на чем мы уже останавливались в вопросе об эластических и пластических свойствах высокополимеров. [c.202]

Применение металлизационных грунтовок. Коэффициенты теплового линейного расширения высокополимеров значительно больше, чем у металлов. Напряжения, возникающие в покрытии при охлаждении его после нанесения, вследствие различия в коэффициентах теплового линейного расширения металла и полимера, благоприятствуют адгезии, когда они нанесены на выпуклые поверхности и стремятся оторвать покрытие, нанесенное на вогнутые поверхности. Если покрытие на вогнутых поверхностях обладает упругими свойствами, например эбонитовое, то напряжения, возникающие в нем, компенсируются упругими деформациями. Напряжения в покрытиях могут компенсироваться также текучестью материала при пластических деформациях. [c.295]

Исследование закономерностей изменения термодинамических параметров в процессе высокоэластической деформации позволяет понять механизм проявления высокоэластичности, специфического свойства высокополимеров. Учитывая, что полимеры являются вязкоупругими телами, термодинамическое исследование эластичности (упругости) должно проводиться в условиях достижения равновесия в деформированном образце, чтобы исключить вязкостные эффекты, зависящие от времени действия силы, и выявить в чистом виде упругие деформации. [c.47]

Опубликованы работы по исследованию упругих и пластических свойств [520], вязкостных характеристик [617], коррозионной стойкости [618]. В некоторых работах приводятся способы идентификации высокополимеров [619, 620], методы определения содержания хлора [621]. [c.649]

Иное наблюдается при погружении в растворитель высокополимера. Скорость передвижения макромолекул последнего несравненно меньше скорости передвижения молекул жидкого растворителя. Необходимо учитывать, что гибкие макромолекулы сильно перепутаны между собой, и их звенья не подходят вплотную друг к другу, а потому между ними образуются свободные пространства. Вследствие этого молекулы низкомолекулярной жидкости Ж1 быстро проникают в полимер Ж и заполняют свободные пространства между звеньями упругие, или расклинивающие , свойства образовавшихся жидкостных прослоек вызывают раздвигание не только отдельных звеньев, но и цепей макромолекул в целом. Сами же перепутанные макромолекулы, обладая малой подвижностью, способны лишь очень незначительно проникать в слой растворителя лишь после того как полимер Жг [c.179]

Эти работы показали, что то и другое применение мыл основано на их свойстве, подобно высокополимерам, образовывать поверхностные адсорбционные слои высокой механической прочности в виде двухмерных (пленчатых) студней, достаточное понятие о которых мы уже получили при изучении механизма застудневания растворов ВМС (стр. 227—229) и стабилизации суспензий при помощи поверхностно-активных веществ (стр. 245— 246). Добавим, что двухмерные студни с их ярко выраженными твердо-упругими (квази-твердыми) свойствами в мыльных растворах образуются уже при очень малых концентрациях (до 0,1%). [c.270]

Если сравнивать два полимера с одинаковым молекулярным весом, но с разной длиной сегмента, то наибольшей гибкостью будут обладать макромолекулы полимера с малой длиной сегментов. В таких макромолекулах число сегментов (при данном молекулярном весе) достаточно велико, что и обусловливает высокую упругость (эластичность) и другие свойства типичных высокополимеров. Может оказаться, что в другом полимере с тем же молекулярным весом, но с меньшим числом сегментов, гибкость макромолекул будет так мала, что он вовсе не будет обладать высокоэластичностью и из стеклообразного состояния сразу перейдет в вязкотекучее. Полимеры, макромолекулы которых состоят из равного числа сегментов, имеют одинаковую протяженность плато высокоэластичности (горизонтальный участок термомеханической кривой см. рис. 25). Так, одинаковую протяженность плато высокоэластичности имеет полистирол с молекулярным весом 8,6-10 и ц с-полибутадиен с молекулярным весом 1,02-10 , имеющие примерно равное число сегментов в макромолекулах [10]. [c.42]

Если механизм явлений, происходящих при деформации полимерных материалов, стал выясняться сравнительно недавно, то сам факт сочетания высокополимерами упругих и вязких свойств известен со времен Максвелла, т. е. уже более ста лет. Практически трудно дать в общем виде соотношение между напряжением, временем его действия и деформацией, однако удается составить дифференциальные уравнения для этих величин, которые решаются в зависимости от выбора условий эксперимента. [c.89]

Если механизм явлений, происходящих при деформации полимерных материалов, стал выясняться буквально в последние годы, сам факт сочетания высокополимерами упругих и вязких свойств известен со времен Максвелла [3], т. е. уже более ста лет. Практически невозможно дать в общем виде соотношение между напряжением, временем его действия и деформацией, однако удается составить дифференциальные уравнения для этих величин, которые решаются в зависимости от выбора условий эксперимента. Дифференциальное уравнение обычно составляется на основе описания свойств физически обоснованных моделей, состоящих из элементов, законы деформации которых известны. Принятые для составления уравнений модели только с той или иной степенью точности воспроизводят свойства реальных полимеров. Тем не менее правильный выбор модели и математическое описание ее свойств позволяют глубже изучить закономерность деформации полимерных материалов, а также предсказать поведение этого материала в определенных условиях эксплуатации. [c.99]

Своеобразие же высокополимеров состоит в том, что они сочетают свойства газов (по упругости), жидкостей (по тепловому расширению, сжимаемости, текучести) и твердых тел (но способности сопротивляться изменению формы). [c.15]

Цепные молекулы высокополимеров сами деформируются. Поэтому если цепная молекула велика, а количество полярных групп в ней мало, то при возникновении связей между полярными группами полимер утратит текучесть, но сохранит упругие свойства, обусловленные деформацией не вступивших во взаимодействие отрезков цепных молекул. Следовательно, при понижении температуры мы вправе ожидать двух переходов поте])и текучести нри возн1Гкновении связей между полярными группами и потери упругих свойств нри возникновении связей между звеньями полимера. [c.304]

Учение о равновесных механических свойствах высокополимеров основано главным образом на опыте изучения резин — типичных эластомеров, образованных слабосшитыми линейными или мало разветвленными высокополимерами. Основной теоретической концепцией, которой последние годы руководствовались при изучении природы упругости высокомолекулярных соединений этого класса, является статистическая теория молекулярных сеток. При помощи этой теории удалось достаточно полно раскрыть и интерпретировать природу упругости типичных эластомеров — резин и увязать между собой целый ряд эмпирических соотношений, касающихся упругости резин, соподчинен-ность которых была далеко не ясна. Она привела к более углубленной постановке экспериментальных исследований. Ее развитие натолкнуло на ряд новых физических проблем, таких, как гибкость молекулярных цепей, микроброуновское движение полимолекул, строение сшитых полимеров и т. п. [c.4]

Для цолимерных соединений типа каучука, целлюлозы и др. установлены следующие типы молекулярных структур линейные, трехмерные, изогнутые, разветвленные, скрученные. Исходя из этого, объясняют особенности поведения высокополимеров в твердом состоянии их хрупкость, упругие, пластические свойства и др. [113]. [c.15]

В 1950 г. состоялась Всесоюзная конференция по коллоидной химии, на которой большая часть докладов была посвящена проблеме структурно-механических свойств дисперсных систем. А. С. Колбанов-ская и П. А. Ребиндер определили мгновенный модуль упругости, модуль эластичности, истинную вязкость и вязкость эластичной деформации различных структур. Вместе с О. И. Лукьяновой они исследовали влияние добавок наполнителей и поверхностно-активных веществ на деформационные свойства растворов каучуков. Б, А, Догад-кин, М. И. Резниковский изучили роль межмолекулярных сил в механизме высокоэластичной деформации. Несколько работ по этому вопросу опубликовал Г. М. Бартенев. В 1950 г. Институт физической химии АН СССР выпустил сборник Новые методы физико-химических исследований поверхностных явлений , содержащий статью Б. В. Дерягина, П. А. Ребиндера Новые методы характеристики упруго-пластично-вязких свойств структурированных дисперсных систем и растворов высокополимеров . М. П. Воларович и М. Ф. Никитина исследовали вязкость дорожных битумов. Большое значение для развития физико-химической механики имел выход в свет статьи Н. В. Михайлова и П. А. Ребиндера Методы изучения структурно-механических свойств дисперсных систем . (Колл, ж., 1955, 17, 2, 105). [c.9]

Интегральный метод исследований дает возможность определить величину суммарной деформации в зависимости от прикладываемого касательного напряжения на основании кривых е = / (т). Для определения упруго-пластично-вязких свойств дисперсных систем и растворов высокополимеров в области практически неразрушенных структур предложено экспериментальное исследование семейства кривых деформация чистого сдвига е — время т, дающих нарастание сдвига во времени под действием постоянного напряжения сдвига Р = = onst (последействие нагрузки). [c.193]

Лит. Р е б II и д е р П. А., Новые методы характеристики упруго-пластпчно-вязких свойств структурированных дисперсных систем и растворов высокополимеров, в кн. Новые методы физико-химических исследований поверхностных явлений, М., 1950 (Тр. Ин-та физ. химии АН СССР, вып. 1). [c.72]

Более изучена вторая стадия процесса изготовления губчатой резины из латекса—желатинирование латексной пены. Под термином желатинирование в классической коллоидной химии понимается переход раствора высокополимера в студень . Наличие сплошных структур придает такому студню своеобразные свойства—механическую прочность и упругость сдвига. Эти механические свойства определяются химической природой веществ (молекулярные силы сцепления между элементами структуры и взаимодействие их с дисперсной средой) и степенью развития структуры в объеме системы. Механизму образования таких структур может быть приписан коагуляционный характер. Основной причиной образования дисперсных структур с характерной механической прочностью и упругостью сдвига являются силы сцепления, действующие непосредственно между участками поверхностей—в местах наибольшей лиофоб-ности . [c.152]

Проведен ряд опытов для установления характера зависимости процессов деформации высокополимеров от температуры. На основе результатов этих опытов можно показать, что как статические, так и динамические деформации высокополимеров объясняются с помощью двух функций. Одна из этих функций проявляется в статическом Е-модуле, постоянной упругости, твердости и сопротивления разрыву, а другая—в энергетическом поведении, например гистерезис и остаточные деформации, вызванные внутренним трением, скольжением и сдвигом молекул и молекулярных связей. Обе функции можно, особенно в случае динамических процессов, выразить одной функцией, а именно комплексным -модулем. Хотя для определения сопротивления разрыву и удлинения резин при разрыве закон Гука непригоден, температурные зависимости этих свойств дают кривые, аналогичные таковым для динамических показателей, к которым в широких пределах можно применять этот закон. [c.52]

Подобные переходы впервые были рассмотрены Эренфестом [28] и после классифицированы по типам Мейером и Стритером [73]. В случае натурального невулканизованного каучука такой переход происходит при — 73°С и для всех других исследовавшихся высокополимерных веществ — при определенных характерных температурах. Этому скачку в тепловом расширении и теплоемкости соответствуют довольно заметные изменения большинства физических свойств. Например, каучук, охлажденный ниже температуры перехода, переходит из своего нормального состояния, характеризующегося мягкостью и упругостью в широких пределах, в хрупкое вещество, обладающее очень малой растяжимостью. Б самом деле, температура перехода второго рода представляет собой точку, относящуюся ко всем высокополимерам, ниже которой любое нормальное каучукоподобное вещество теряет эти свойства и выше которой любой пластик, сохраняющий свои размеры, обладает каучукоподобными свойствами. [c.10]

Как только были выяснены основные вопросы, связанные с особенностями структуры высокополимеров, все большее внимание стали уделять связи между структурой и свойствами. По мере углубления наших знаний становилось все более очевидным, что нет никаких принципиальных различий в структуре, которые позволили бы провести четкую границу между волокнами, с одной стороны, и каучуками и пластиками—с другой. Несмотря на то что технология производства каждого из этих классов высокополимеров является весьма своеобразной и в каждом случае представляет самостоятельную отрасль промышленности, методы их получения во всех случаях основываются на одних и тех же принципах. Синтез и исследование большого числа главным образом линейных полимеров показали, что можно получить материалы, свойства которых охватывают весь интервал свойств, формально приписываемых каучу-кам и волокнам. Каучуки можно рассматривать как волокна выше их температуры плавления. Макромолекулы волокна менее гибки, чем молекулы каучука, и, следовательно, менее упруги при эквивалентном повышении температуры выше соответствующих точек плавления и при одинаковом молекулярном весе частиц. Явления, происходящие при растяжении каучука и при вытяжке волокна, принципиально одни и те же макромолекулы ориентируются в направлении приложенного усилия. Однако существует энтропийный ([)актор, который в отсутствие ограничений благоприятствует возвращению макромолекул в состояние максимальной неупорядоченности. Если (как, например, в случае волокна) силы, мешающие полной обратимой деформации, перекрывают действие энтропийного фактора, то макромолекулы остаются в растянутом состоянии, но если (например, в каучуках) энтропийный фактор превосходит влияние межмолекулярных сил сцепления, то образец возвращается в исходное состояние. [c.11]