Свойства сеточных полимеров

СВОЙСТВА СЕТОЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ [c.60]

Высокоэластическая деформация в наиболее чистом виде выражена у сеточных полимеров —сшитых эластомеров. Последние способны восстанавливать свою форму после разгрузки, как и упругие твердые тела. Но по другим свойствам они близки к жидкостям. В высокоэластическом состоянии полимеры подчиняются закону Паскаля. Жидкости и полимеры имеют аналогичную структуру в ближнем порядке. Поэтому их коэффициенты теплового расширения и сжимаемости близки и намного больше, чем у твердых тел. Температурные коэффициенты объемного расширения приблизительно равны 3,6-10-з к, для газов, 6-10- К для металлов, но для органических жидкостей и полимеров они близки к (3—6)-10 К- коэффициенты сжимаемости равны 10 (МПа) для воздуха у поверхности земли, 10 для металлов, но для органических жидкостей и полимеров они близки между собой и на два порядка отличаются от металлов (10 и 0,5-10" (МПа) ). [c.61]

Наконец, если некристаллический полимер является сеточным (или пространственно-сшитым) эластомером, то он характеризуется термомеханической кривой типа 2. Узлы пространственной сетки препятствуют относительному перемещению полимерных цепей. Поэтому при высоких температурах вязкое течение не наступает и эластомер не замечает температуры Гф.т. Температурная область высокой эластичности расширяется, и ее верхней границей становится граница химического разложения полимера. Такими деформационными свойствами обладают и сеточные полимерные материалы типа резин, которые необычны по сочетанию ряда свойств. Они способны восстанавливать свою форму после разгрузки, как и упругие твердые тела, но по другим свойствам близки к жидкостям и газам. Так, низкомолекулярные жидкости и резины по структуре — некристаллические тела. Их коэффициенты теплового расширения и сжимаемости близки между собой, но намного больше (на один-два порядка), чем у низкомолекулярных твердых тел. Коэффициенты их объемного термического расширения равны 3,6-10- К для газов, (Зч-5) 10 К для металлов, а для жидкостей и резины они имеют промежуточные значения и практически совпадают между собой и близки к (ЗЧ-б) 10 К . Коэффициенты сжимаемости равны 10 МПа- для воздуха при давлении 0,1 МПа (1 атм), 10 Па для металлов, а для жидкостей и резин они близки и на два десятичных порядка отличаются от металлов (10 3 МПа- ). [c.33]

Рассмотренные результаты требуют решения ряда проблем. Каковы критерии истинно вязкого течения при высоких, напряжениях сдвига у полидисперсных полимеров и у концентрированных растворов полимеров Как представить себе сеточную модель строения полимерных систем, в которых свойства полимеров с молекулярными весами одного порядка проявляются раздельно Какова сдвиговая разрывная прочность полимеров в зависимости от молекулярного веса и их растворов в зависимости от их концентрации Как оценивать адгезию полимеров к твердому телу в зависимости от скорости и напряжения сдвига И многих других. [c.397]

И, наконец, третий, наиболее важный тип дефектов, вызван наличием отрезков цепей, прикрепленных к сетке только одним концом. Действительно, реальная макромолекула не бесконечна, она обязательно имеет (при отсутствии разветвлений) два конца. Таких концов тем больше, чем больше молекул в данном объеме, т. е. чем меньше молекулярный вес полимера. Учет последнего дефекта важен еще и потому, что позволяет понять причину влияния исходного молекулярного веса каучуков на свойства их вулканизатов. Действительно, хотя в сеточной структуре фактически понятие макромолекулы и ее размеров теряет обычный смысл, тем не менее исходный молекулярный вес оказывает влияние на количество свободных концов макромолекул в сеточной структуре и с уменьшением молекулярного веса каучука ухудшаются физико-механические свойства его вулканизатов при неизменной густоте сетки. [c.74]

Обобщение модели ожерелья для концентрированных растворов (влияние зацеплений на релаксационный спектр). Согласно основному допущению сеточной модели полимера в блоке и в концентрированных растворах взаимодействие окружения с данной цепью локализовано в отдельных, довольно редко расположенных точках. Участок цепи между зацеплениями по-прежнему рассматривается как последовательность больйюго числа одинаковых сегментов. Движение соседних сегментов совершается независимо от существования зацеплений, но нри перемещении цепи в целом в движение неизбежно вовлекаются окружающие ее макромолекулы. Эта схема была предложена Ф. Бики и использовалась для расчета зависимости вязкости от молекулярной массы концентрированных растворов и расплавов (см, гл. 2). Эта же схема была перенесена Дж. Ферри с соавторами для расчета влияния зацеплений на релаксационные свойства растворов полимеров. [c.279]

Важнейшим топологическим свойством сетки является наличие циклических структур. По замечанию Флори [8, с. 458], связывание всех цепей системы при сшивании в одну гигантскую молекулу еш,е не приводит к образованию сетки, ибо такая система способна релаксировать и рассеивать любые напряжения, если будет достаточно времени для перестройки конфигурации этой гигантской структуры . Только те поперечные связи, которые возникают уже в этой структуре, образуют истинную сетку. Таким образом, сеточная структура, согласно Флори, немыслима без наличия в ней циклов. Отсюда проблематичность возможности описания топологической структуры трехмерного полимера моделью ветвяш егося дерева. [c.133]

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]

Эдвардс и Дои использовали рептационную модель для создания молекулярной теории вязкоупругих свойств растворов и расплавов полимеров [115]. Их подход лег в основу большинства современных теорий вязкоупругости этих систем. Следуя этим авторам, рассмотрим процесс релаксации напряжений в образце полимера после мгновенного приложения малой деформации, которая в дальнейшем сохраняется постоянной. В работе [115] использована модель скользящих петель (см. рис. ГУ.4, в). Предполагается, что деформация образца приводит к афинной деформации точек, где находятся эти петли (рис. IV.8) и изменению конформаций цепей между ними, как это делается обычно в сеточной теории высокоэластичности [23]. Так же как в этой теории, напряжения в образце связываются с внутримолекулярными энтропийными силами, возникающими при деформации и ориентации цепей. В модели скользящих петель простейшей будет цепь из отрезков длины 3, соединяющих соседние петли. 1Саждый сегмент простейшей цепи в результате деформации оказывается растянутым или сжатым. Для простой деформации сдвига начальный модуль сдвига равен Со = [c.98]

Задача состоит в построении теории упругости каучука, правильно описывающей его механические и термодинамические свойства и объясняющей их на основе химического строения полимера. Сеточная теория Джемса и Гута учитывает химическое строение полимера Л1Ш1Ь фактором Щ Т), входящим в константу К. В основном модуль оказывается определяемым числом сшивок в образце, независимо от конкретной природы цепных молекул и тем более от их взаимодействия. Можно думать, что должна существовать более прямая связь между модулем упругости и гибкостью полимерных ценей, определяющей также их способность к пара.тлельной пачечной агрегации. Будущая теория блочного полимера должна быть одновременно теорией его строения, термоупругих свойств и теорией кристаллизации полимера, так как в основе растяжения и кристаллизации лежит, вероятно, один и тот же кооперативный механизм. В этом смысле будущая теория должна быть гораздо более общей, чем теория Джемса и Гута. Последняя, иидимо, приобретет характер частного случая, относящегося к полимерам с сильно ослабленным межмолекулярным взаимодействием, например к набухшим полимерам. [c.446]

Структура резины, представляющей собой сеточный каучукоподобный полимер, определяется, главным образом, типом полимера, его полярностью и плотностью пространственной сетки. Для выявления физической стороны влияния структуры резины на фрикционные свойства в настоящей работе рассматривается трение йенаполненных резин по гладким твердым поверхностям при установившемся режиме трения. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология