Механические свойства полимеров. Общие закономерности

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ [c.23]

Наиболее определенно и однозначно особенности механических свойств полимеров выявляются при изучении поведения образцов с узкими молекулярно-весовыми распределениями (МВР), в идеальном случае — монодисперсных образцов, когда основные закономерности влияния химического строения и длины цепи на релаксационные свойства материала не смазываются наложением эффектов, обусловленных присутствием в полимере фракций с различными вязкоупругими характеристиками. Поэтому результаты изучения вязкоупругих свойств полимеров с узкими МВР принципиально важны для установления общих количественных закономерностей проявлений вязкоупругих свойств полимера. [c.149]

Знание общих закономерностей изменения механических свойств полимеров при деформировании в режимах [c.238]

В настоящем учебнике сделана попытка охватить в одной книге все стороны науки о полимерах получение исходных мономеров, закономерности полимеризации и поликонденсации, синтез и применение олигомеров, физико-химические, механические и электрические свойства полимеров, растворы высокомолекулярных соединений, методы исследования полимеров и оценки их свойств и т. д. Такое построение книги диктуется тем, что в университетах курс Высокомолекулярные соединения является единственным общим курсом, специально посвященным полимерам. [c.3]

Все такого рода изменения свойств связаны с изменением размеров и строения молекул полимера. Известно, что они могут быть вызваны действием тепла, света (или других излучений), химических процессов, протекающих в полимерах, и, наконец, механических си.л. Хотя каждый из этих процессов имеет свои особенности, тем не менее возникает естественный вопрос о том, не существует ли каких-либо общих закономерностей постепенного разрушения полимера, происходящего в любых условиях. Ответить на этот вопрос можно только путем рассмотрения молекулярного механизма изменений, происходящих во всех случаях старения полимеров, включая утом-леиие. [c.308]

Общие закономерности кристаллизации одинаковы для всех полимеров. Специфика кристаллизации эластомеров обусловлена развитием процесса при низких температурах, малой скоростью для большинства каучуков и резин, а также малой степенью кристалличности эластомеров по сравнению с другими полимерами. Специально следует рассмотреть закономерности влияния кристаллизации на механические свойства эластомеров, так как эластомеры в отличие от других полимеров в обычных условиях эксплуатации представляют собой высокоэластические расплавы. В результате кристаллизации увеличивается их жесткость, ухудшается весь комплекс эластических свойств. [c.5]

Зависн.мость поведения полимеров от длительности и скорости воздействия указывает на отсутствие равновесия в системе. Поэтому прежде чем подробно рассмотреть сущность термомеханического метода исследования полимеров, целесообразно познакомиться с общими закономерностями влияния временных факторов на поведение полимеров. Лучше всего это можно показать на примере изменений механических свойств во времени , называемых явлениями релаксации механических свойств. Эти явления весьма разнообразны, но все они обусловлены нарушением термодинамического равновесия полимерного тела при воздействии внешних сил и представляют собой процессы восстановления равновесия в механически напряженных полимерных телах. Рассмотрим несколько примеров. [c.233]

Учитывая, что представления о структуре полимеров в кристаллическом состоянии в настоящее время очень быстро развиваются, следует, не входя пока в дальнейшие подробности, перейти к чисто описательному рассмотрению механических свойств кристаллических полимеров. Знание общих закономерностей механического поведения [c.266]

За последние тридцать лет производство газонаполненных пластических масс превратилось в самостоятельную крупнотоннажную отрасль химической промышленности во всех индустриально развитых странах. При этом достигнуты не только значительные успехи в практике изготовления газонаполненных пластмасс, но и накоплены обширнейшие экспериментальные данные о механизме образования, структуре и свойствах этих материалов, нуждающиеся в обобщении и систематизации. И хотя в последние годы у нас в стране и за рубежом опубликован ряд книг, посвященных частным и общим проблемам получения и свойствам пено-полимеров, необходимость в обобщении накопленных данных отнюдь не отпала. Более того, сегодня как никогда возросла актуальность монографического изложения ряда узловых проблем этой области с единой физико-химической позиции. В их числе физикохимические закономерности образования и получения полимерных пен, научные основы изготовления пенополимеров, специфика морфологии пенополимеров, зависимость физико-механических свойств полимерных пеноматериалов от состава композиций, методов вспенивания, режимов работы оборудования, морфологии, интенсивности воздействия внешних факторов. [c.5]

Как отмечалось в предыдущем разделе, термореактивные пластмассы относятся к материалам с сетчатым строением макромолекул. Связи отдельных макромолекул в таких системах не подчиняются какой бы то ни было закономерности, упорядоченность в расположении частиц отсутствует. Характеризовать структуру полимера с таким каркасом валентных связей общими категориями, за исключением условной величины среднего межатомного расстояния, не представляется возможным. Следовательно, при хаотическом расположении молекул структурная проблема, по сути дела, снимается. В работах А. И. Китайгородского отмечается, что не существует структурной проблемы, которую можно было бы поставить в отношении таких веществ, как, например, формальдегидные смолы. Алфрей [16] подкрепляет это положение, указывая, что в случае фенопластов сопоставлять какие-либо физические свойства с молекулярной структурой гораздо труднее, чем для термопластов, и что подобное изучение не представляет первоочередной практической проблемы. Однако образующаяся в процессе отверждения необратимая структура приводит к созданию определенных свойств материалов, в том числе, механических свойств, на величину которых можно влиять, [c.15]

Все же благодаря известной корреляции между износом по сетке и по гладким поверхностям общие закономерности усталостного механизма износа полимеров сохраняются. Количественный анализ закономерностей износа затруднен тем, что ингредиенты, вводимые в полимер, сложным образом влияют на механические свойства материала. [c.182]

Только те методы испытания механических свойств пластмасс удовлетворяют запросы практики, которые Обеспечивают оценку свойств в нужной области значений температур и напряжений. По результатам измерений при одном напряжении и одной температуре нельзя судить о том, как поведет себя материал при изменении этих условий, поэтому необходимо проводить испытания при различных напряжениях и температурах. Использование общих закономерностей поведения полимеров позволяет сократить до минимума число необходимых опытов. Так, кратковременные испытания на ползучесть могут быть, как уже отмечалось, ограничены опытами при четырех различных условиях. [c.70]

Систематические исследования в области радиационной химии полимеров были начаты в Советском Союзе в 1946—1947 гг. В первый период (приблизительно до 1953 г.) эти исследования, которые проводились в ИФХ и ФХИ им. Л. Я. Карпова, были направлены на решение различных вопросов применения полимерных материалов в создаваемых тогда новых технологических процессах, связанных с переработкой и применением радиоактивных продуктов. Поэтому в этих работах исследовались главным образом процессы радиационного разрушения полимерных материалов и факторы, влияющие на изменение их физико-механических характеристик. Однако уже тогда был выяснен ряд общих закономерностей, касающихся радиационнохимических превращений высокомолекулярных соединений, и был сделан важный вывод о принципиальной возможности использования излучений для придания полимерным материалам новых, заданных свойств. [c.363]

Еще в начале XX в. стали появляться работы, в которых предлагались те или иные смеси полимеров и исследовались их механические свойства. С тех пор появилось огромное количество работ по исследованию свойств смесей полимеров. Однако эти работы носят либо чисто прикладной характер, либо сводятся к определению хода кривых свойство — состав, так что к настоящему времени число установленных общих закономерностей свойств смесей полимеров крайне невелико. В этом параграфе рассматриваются важнейшие из установленных общих особенностей свойств полимерных материалов на основе смесей полимеров. [c.301]

В брошюре обобщен магериал по действию радиации на полимеры, опубликованный в отечественной и зарубежной литературе. Рассмотрены общие закономерности радиационной химии высокополимеров, возможные механизмы протекающих процессов и их особенности, изменение химических, физических, механических и электрических свойств полимеров при облучении. [c.2]

Указанные теории определяют общую качественную картину процессов, которые могут протекать при формировании пленок из дисперсий полимеров и не позволяют установить взаимосвязь между строением частиц, структурой и свойствами пленок на их основе. В связи с этим целый ряд экспериментальных закономерностей, наблюдаемых при формировании пленок из дисперсий полимеров, не могут быть объяснены существующими теориями пленкообразования. Величина капиллярного давления в соответствии с расчетными данными значительно превышает прочность пленок и возникающие в них при формировании внутренние напряжения, причем между радиусом частиц и скоростью пленкообразования не всегда соблюдается установленная теорией закономерность. При астабилизации частиц дисперсий в процессе сушки пленок или при воздействии электролитов частицы сохраняют границы раздела даже в пленках каучуковых латексов, находящихся в высокоэластическом состоянии, что свидетельствует о протекании более сложных физико-химических процессов при формировании пленок из дисперсий полимеров. Свойства пленок из дисперсий полимеров как физико-механические, так и водопоглощение не определяются однозначно модулем эластичности полимера или другими критериями, вытекающими из указанных теорий, а зависят от целого ряда факторов. Наиболее важными из них являются химический состав полимера, определяющий его полярность, степень разветвленности, характер и распределение функциональных групп на поверхности частиц, а также коллоидно-химическая природа дисперсий. Эти факторы существенно влияют на структуру частиц и распределение на их поверхности активных групп, скорость структурообразования, структуру и свойства пленок. [c.200]

Общие закономерности проявления высокой эластичности полимеров были выявлены в результате большого количества работ. В Советском Союзе-капитальные работы в этом направлении были выполнены школами акад. А. Ф. Иоффе, акад. В. А. Каргина и акад. П. А. Ребиндера. Ими разработаны основы современной физики и физико-химии полимеров, и в особенности проблема высокоэластичпости. С. Н. Журков с сотр. к настоящему времени смогли сформулировать теорию прочности полимеров Г. М. Бартенев 2 разработал и описал флуктуационную теорию прочности хрупких тел, а затем распространил ее на полимеры, сосредоточив главное внимание на высокоэластических материалах. За рубежом механические свойства полимеров изучали Ферри, Тобольский, Бикки, Нильсон и др. (сводка их работ по 1948 г. наиболее полно дана в монографии а работ, вышедших в последнее время, — в книге Г. М. Бартенева ). [c.92]

Прогнозирование способности. жидкости проникать в структуру -полимерной пленки при вытяжкежидкой среде необходимо для-успешного целенаправленного выбора компонентов капсулируемой композиции, регулирования количества жидкости, вводимой в объем полимерной пленки и обеспечения необходимого времени консервации жидкости в капсулах. Эффект поглощения жидкой среды полимерной пленкой составляет часть более общего явления изменения физических свойств и структуры полимеров при одновременном воздействии жидкости и механического напряжения, поэтому для его описания и прогнозирования правомерно использовать основные закономерности физико-химической механики полимеров [12, 15]. Центральным вопросом проблемы физико-химической стойкости полимерных материалов является вопрос о связи механических свойств полимеров с физико-химическими параметрами контактирующей среды. В случае рассматриваемых нами физически активных жидких сред выделение параметра или группы параметров жидкости, от которых в наибольшей степени зависит эффект поглощения, неразрывно связано с раскрытием механизма явления и определением движущих сил процесса. [c.43]

Для установления общих закономерностей, связывающих строение полимеров с их свойствами, предполагается проведение глубоких исследований кинетики и механизма полиреакций (полиспироциклизации, поли-этерификацин, полимеризации), изучение термодинамики процессов синтеза и деструкции полимеров изучение молекулярно-весового распределения, гидродинамики растворов полимеров, создание физических теорий, а также поиски эмпирических и полуэмпирических соотношений, позволяющих рассчитывать свойства (механические и физические) полимеров, исходя только из химического строения повторяющегося звена полимера. [c.15]

Все основные механические характеристики твердых полимеров имеют выраженный релаксационный характер (см. гл. 1), что обусловливает релаксационный характер природы и механизма трения этих материалов. При обычных условиях молекулы стеклообразных полимеров обладают малой подвижностью, однако деформационные свойства в сильной мере зависят от напряжения, а особенность предопределяет ряд специфических свойств внешнего трения твердых полимеров. Существенно также, что стеклообразные полимеры деформируются в зоне контакта практически упруго или вынужденноэластически [1 ]. Таким образом, твердые полимеры представляют собой особую группу материалов, отличающуюся по фрикционным свойствам от металлов, но имеющую с ними, как будет показано ниже, и ряд общих закономерностей. [c.58]

Рассматривая вопросы формования волокон, необходимо подчеркнуть, что основные принципы и закономерности образования нитей являются общими как для волокон с обычными механическими свойствами, так и для высокопрочных высокомодульных волокон. Те и другие волокна получаются из жесткоцепных полимеров, и хотя высокопрочные высокомодульные волокна пока получены только из предельно жесткоцепных полимеров, закономерности формования во многих случаях являются аналогичными. Некоторые наблюдаемые существенные различия в большей степени связаны с состоянием прядильного раствора (анизотропное или изотропное), чем со степенью жесткости полимера. Как будет показано далее, в принципе можно получить любое термостойкое волокно с высокими физико-механическими характеристиками, за исключением особых случаев, связанных с невозможностью получения высокомолекулярного продукта или быстрой его кристаллизуе-мостью при высаживании. [c.71]

Механическая обработка полимеров помимо удаления слабых граничных слоев и очевидного влияния на топографию поверхности изменяет также свойства поверхностных зон субстратов, что является непосредственной предпосылкой изменения прочности клеевых соединений. Действительно, механизм роста адгезионной способности, связанный с интенсификацией реологических процессов, не исчерпывает возможных направлений межфазного взаимодействия. Практически одновременно с выдвижением механической концепции адгезии [1] было обращено внимание на возможность сопровождающего абразивную обработку изменения химической природы поверхности полимерных субстратов [777]. Действительно, при наложении внешней нагрузки концентрация различных, прежде всего кислородсодержащих, функциональных групп в полиэтилене заметно возрастает [778, 779]. Наиболее заметный рост их содержания в случае деструкции в гелиевой атмосфере характерен для дизамещенных этиленовых групп, минимальный-для карбоксильных групп. Благодаря механо деструкции на воздухе значительно увеличивается содержание альдегидных и карбоксилатных групп, в меньшей степени-метильных и монозаме-щенных этиленовых груии. В целом, как и следовало ожидать, на воздухе преобладают кислородсодержащие группы, в атмосфере гелия-углеводородные. Общий механизм их образования-свободно-радикальный. Поэтому представляется закономерным вывод о том, что механическая обработка субстратов должна сопровождаться генерированием свободных радикалов. Их наличие в результате механодеструкции полимеров наблюдали по снижению интенсивности эмиссии при введении акцептора радикалов (гидрохинона) [780], а также с помощью метода ЭПР, свидетельствующего. [c.192]

Из приведенных данных следует, что коэффициенты диффузии газов в полимерах имеют значения порядка 10 — 10 см 1сек, а общее значение коэффициентов проницаемости изменяется в широких пределах в зависимости от природы полимера. Внимательное изучение данных табл. 33 показывает, что газопроницаемость определяется теми же структурными особенностями полимеров, которые определяют механические, электрические и другие их свойства, — это гибкость цепи, фазовое и физическое состояние полимеров, плотность упаковки цепей. Из табл. 33 видно, что наибольщей проницаемостью обладают аморфные полимеры с очень гибкими цепями, находящиеся в высокоэластическом состоянии. Кристаллические полимеры (гуттаперча, полиэтилен) обладают значительно меньщей газопроницаемостью. Очень малой газопроницаемостью обладают высокомолекулярные стеклообразные полимеры, имеющие жесткие цепи. По мере уменьщения гибкости цепи газопроницаемость закономерно уменьщается. [c.496]

Однако при формировании структуры газонанолнепного полимерного материала дисперсионная среда (полимер, олигомер) претерпевает физико-химические превращения, переходя в начале вспенивания из жидкого агрегатного состояния, для которого выполняется классическая теория, в структурированное твердообразное в ходе процесса и.пи после его завершения [2]. Такой переход, разумеется, сопряжен с изменением молекулярной и над-молеку.лярной организации и свойств полимерной основы и оказывает большое влияние на процесс пенообразования, структуру и физико-механические характеристики пенополимера. Отсутствие количественных закономерностей, связывающих параметры пенообразования со спецификой высокомолекулярной дисперсионной среды, не позво,ляет до сих пор создать общую теорию образования полимерных иен. [c.19]

Поверхностно-активные вещества широко используются в лакокрасочной технологии для различных целей диспергирования пигментов и получения стабильных паст, улучшения физико-механических, защитных свойств покрытий и придания лакокрасочным материалам и покрытиям специальных свойств. Поскольку во всех этих процессах общим является регулирование взаимодействия пигментов и пленкообразующих и струк-турообразования красочных систем, особое значение приобретает знание закономерностей модифицирующего действия ПАВ в наполненных полимерах, что позволяет целенаправленно применять их с учетом всех возможных влияний и особенностей действия в лакокрасочных системах. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология