Разрыв выше температуры стеклования

На физико-механические свойства полистирола в значительной мере влияет метод его получения, молекулярная масса, полидисперсность и ряд других факторов. При большом содержании низкомолекулярной фракции снижается прочность на разрыв, удар, изгиб, а также температура размягчения полимера наличие высокомолекулярных фракций затрудняет переработку полистирола. Нагревание полимера, особенно выше температуры стеклования, приводит к снижению почти всех его прочностных характеристик, в том числе предела прочности при растяжении, как показано на рис. 47 для блочного полистирола. [c.110]

Разрыв выше температуры стеклования [c.494]

Данная оценка показывает, что при динамическом деформировании стеклообразных полимеров иа вытянутые сегменты цепи могут быть перенесены очень большие осевые усилия, если деформирование происходит при температуре не выше температуры стеклования (ПММА), или на 10 (ПВХ) —20 К (ПС) ниже ее. Этих сил достаточно для того, чтобы вызвать разрыв цепи. [c.146]

При повышении скорости выше определенного предела, обусловленного Скоростью релаксации макромолекул, наступает хрупкий разрыв или нарушение сплошности структуры, что проявляется в возникновении продольных трещин и полостей в волокне. В последнем случае температура в конечной области шейки поднимается значительно выше температуры стеклования. Это явление очень характерно для полиэтилентерефталата, в результате него создается так называемый эффект серебра (рис. 5.31, а). [c.125]

Выше температуры стеклования в процессе размалывания наступает пластикация, вследствие чего трудно предотвратить последующую коалесценцию образующихся частиц. Кроме того, разрыв цепей приводит к снижению молекулярной массы обрабатываемого полимера и к сужению его молекулярно-массового распределения. [c.224]

Здесь кратко отметим, что образцы одного и того же полимера с низкой и высокой молекулярными массами отличаются по структуре из-за наличия в полимере с низкой молекулярной массой молекулярных дефектов в виде концов макромолекул, низкой степени ориентации при их вытяжке и других факторов. Температура стеклования полимера с низкой молекулярной массой меньше, чем с высокой, что приводит к изменению механизма разрыва. У первого основную роль играет разрыв межмолекулярных связей, а у второго — разрыв химических связей в полимерных цепях. У полимерных стекол падение прочности с уменьшением М связано не только с увеличением роли сил межмолекулярного взаимодействия, но и с возрастанием хрупкости за счет потери гибкости короткими цепями. Аморфные полимеры с М = 10- 20 тыс. легко крошатся или дают трещины и их температура хрупкости более высока. Прочность кристаллических полимеров с теми же молекулярными массами выше, чем аморфных. [c.113]

Заметим, что температура стеклования для любого аморфного вешества независимо от того, полимерное оно или нет, может быть определена как точка, в которой коэффициент теплового расширения а претерпевает разрыв. Выше этой температуры а имеет значение, близкое к значению а для жидкостей—(6 ч- 10) 10" град К Понижение температуры сопровождается уменьшением свободного объема, которое возможно благодаря конформационным перестройкам. В конце концов свободный объем становится настолько малым, что дальнейшие перестройки оказываются в высшей степени замедлены или даже совсем невоз.можны тогда свободный объем более не уменьшается и дальнейшее сокращение общего объема становится много меньше, так что а резко уменьшается до значения (1 3) 10 град К [c.38]

Необходимо отметить, что низкотемпературная релаксация стеклообразных полимеров сопровождается столь сильными тепловыми флуктуациями, что происходит разрыв неудобно упакованных макромолекул. В результате этого как для пространственно-сшитых [34], так и для линейных полимеров [35] наблюдается заметное уменьшение густоты пространственной сетки и снижение температуры стеклования. Естественно, что переупаковка такого рода может происходить только в том случае, если существует некоторая сегментальная подвижность полимера непосредственно в пределах его стеклообразного состояния. Возможным объяснением наблюдаемых явлений является упорядочение, происходящее в аморфных полимерах. Типичным примером, иллюстрирующим высказанные положения, являются результаты исследования влияния низкотемпературного отл<ига на структуру и свойства аморфного поликарбоната [36], в процессе которого наблюдались изменения всех перечисленных выше характеристик полимера. [c.9]

При достаточно низкой температуре или больших скоростях разрушения термофлуктуационный механизм не реализуется и разрушение происходит по атермичесрюму механизму. Чем выше температура, тем интенсивнее проявляется термофлуктуационная природа прочности полимеров. При температурах выше температуры стеклования существенное влияние на процесс разрушения начинают проявлять релаксационные свойства (см. табл. 11.2). Так, в высокоэластическом состоянии ведущим процессом в разрушении является не термофлуктуационный разрыв химических связей, а преодоление межмолекулярных сил и процессы рела сации. Это явление подробно рассматривается в следующей главе. [c.331]

Деструкцию полимера с получением стабильных продуктов можно условно лодразделить на две неразрывно связанных, но последовательно происходящих акта разрыв цепей с образованием свободных радикалов и стабилизацию радикалов. Увеличение интенсивности тепловых колебаний при повышении температуры (но при умеренных ее абсолютных значениях) не оказывает заметного влияния на прочность цепей (не только в пределах стеклообразного состояния) и не облегчает механического обрыва. Следовательно, при формальном расчете по температурному коэффи- циенту энергия активации механодеструкции действительно окажется равной нулю. Куда значительнее влияние температуры (на вероятность обрыва за счет изменения реологических свойств выше температуры стеклования. [c.112]

Выше температуры стеклования Тс развитие высокоэластиче-ской деформации начинается с момента нагружения и таким образом разрыву полимера предшествует высокоэластическая деформация. Из схемы прочностных состояний (см. рис . 7.1) следует, что выше Тс с повышением температуры разрывная прочность снижается. До температуры пластичности Т разрыв полимера происходит без образования шейки в месте разрыва (поперечное сечение образца до и после разрыва, как и при хрупком разрыве, одинаково. Выше температуры Тп при переходе через предел текучести развивается остаточная деформация, пока не образуется сужение и в месте сужения не наступит/разрыв. При дальнейшем повышении температуры достигается состояние, когда предел текучести равен нулю (температура текучести Гт). Это состояние называется вязкотекучим. [c.219]

Процесс диффузии в аморфном полимере можно качественно представить как движение молекул вещества в беспорядочной массе полимерных цепей и пор. При температурах выше температуры стеклования полимера, так же как и в обычных жидкостях, поры постоянно возникают и исчезают в результате тепловых флуктуаций. Диффузия в этом случае осуществляется посредством перемещения молекул диффундирующего вещества от поры к поре под влиянием градиента концентрации при кооперативном двил<ении окружающих молекул. Обычно диаметр поры превышает диаметр молекулы прежде чем молекула переместится на расстояние, равное длине поры, должно произойти несколько последовательных актов переноса в одном и том же направлении. Действительно, для того чтобы осуществлялась диффузия, не обязательно, чтобы пора образовалась сама по себе диффундирующая молекула и окружающие ее сегменты полимера могут образовать некоторый общий свободный объем до и после акта диффузионного переноса. Однако в процессе переноса диффундирующей молекулы, до того как произойдет определенная локальная перегруппировка в структуре, обязательно должен произойти разрыв определенного числа связей между молекулами полимера и диффундирующего вещества, обусловленных действием ван-дер-ваальсовых сил. Энергия, необходимая для осуществления такой перегруппировки (или образования дырок ), тем выше, чем больше размер дырок . Следовательно, согласно закону Больцмана, концентрация дырок должна уменьшаться с увеличением их размера по экспоненциальному закону. [c.208]

Особенно четко проявляется различие механизмов разрушения полимеров, если их исследовать и сравнивать при высоких и низких температурах, деформировать в условиях, когда реализуется способность макромолекул изменять форму и когда эта с пецифическая особенность не реализуется полностью. На примере аморфного неориентированного полиэтилентерефтатала, который при комнатной температуре находится в стеклообразном состоянии, методом скоростной киносъемки в поляризованном свете прослежен переход от одного механизма разрыва к другому с повышением температуры выше температуры стеклования [37]. На рис. 163 и 182 изображены отдельные кадры процесса разрыва образцов полиэтилентерефталата, снятые кинокамерой в поляризованном свете при различных температурах опыта. Из рассмотрения этих кадров следует, что при температурах ниже (80° С) в вершине дефекта создается перенапряжение, которое распределяется перпендикулярно направлению деформирующей силы, образуя плоскость перенапряжения. По этой плоскости в дальнейшем происходит разрыв образца. По условиям опыта на образце делался один большой надрез при температуре выше происходит сдвиг слоев вдоль действия силы, деформирующей образец, образуются тяжи и существенно изменяется структура материала. [c.268]

Для понимания общих особенностей разрыва полимерных материалов и места, занимаемого высокоэластическим разрывом в ряду других видов разрушения, целесообразно рассмотреть особенности поведения резины при температурах, меняющихся в широком диапазоне. Так, при температурах, значительно более низких, чем температура стеклования, резина претерпевает обычный хрупкий разрыв, ничем принципиально не отличающийся от такого же вида разрушения простых (низкомолекулярных) тел. При повышении температуры испытания и приближении ее к температуре стеклования обнаруживается способность резины к разрыву, внешне схожему с пластическим разрывом металлов. Разрушению предшествует образование сильно вытянутой шейки, деформация которой внешне выглядит как необратимая. Различие между этим видом разрушения и обычным пластическим разрывом металлов обнаруживается при нагревании частей разрушенного образца. Деформация частей металлического образца действительно необратима и сохраняется при нагревании. При нагревании частей резинового образца выше температуры стеклования деформация, воспри- [c.110]

Техническое применение получили главным образом пластифицированные поливинилбутирали, содерл<ащие обычно от 15 до 35% пластификатора. В качестве пластификаторов применяют дибутнл-себацинат, диоктилсебацинат, диоктифталат и др. Введением пластификаторов можно значительно снизить температуру стеклования бутираля и обеспечить пленкам высокую гибкость и морозостойкость (до —60° и ниже), с сохранением при этом значительной прочности (прочность на разрыв технических пластифицированных бутиралей находится в пределах 250—350 кг/сж , при удлинении при разрыве — 400% и выше). [c.315]

Перфторалкилентриазиновые эластомеры с точки зрения химии являются реальностью. Два различных метода (ацилирование — циклодегидратация имидоиламидинов и свободнорадикальное сочетание предварительно полученных триазиновых производных) были с успехом использованы для получения полимеров, в которых макромолекулы строго линейны для этих двух систем были также разработаны методы вулканизации. Полученные образцы или те, которые будут синтезированы в ближайшее время, должны обладать приемлемой температурой стеклования, прочностью на разрыв, твердостью и относительным удлинением при разрыве, хотя значения этих показателей, вероятно, не будут такими же хорошими, как у некоторых обычных эластомеров. Устойчивость перфторалкилентриазиновых эластомеров к нагреванию, окислению и облучению значительно выше, чем у других эластомеров, включая известные в настоящее время фторкаучуки. Они, по существу, не подвержены действию сильных кислот и окислителей и должны выдерживать эксплуатацию при температурах выше 300 °С. [c.238]

Особый интерес, естественно, представляют свойства фенил-силиконовых полимеров со сдвоенными цепями. От таких полимеров следует ожидать повышенной термо- и химической стабильности, поскольку для деструкции макромолекулы необходим разрыв более чем одной связи. Полифенилсилсесквиоксановый полимер растворим во многих обычных растворителях, причем из этих растворов получают прочные прозрачные пленки. Ориентированные пленки, полученные вытяжкой в растворителе, в котором полимер набухает, некристаллические, но обладают, по данным рентгеноструктурного анализа, дальним порядком [18]. Температура стеклования аморфного полимера составляет 300° С [56, 57], а по другим данным — более 400° С [6]. Подробные исследования свойств растворов полимера показали, что при молекулярном весе 10 000—50 ООО макромолекулы представляют собой вытянутые цепи, а при молекулярном весе 50 ООО—3 ООО ООО молекулы свернуты в клубки [57, 65, 66]. Прочность на разрыв полимера составляет 250—420 кгс/см [18, 24, 40], а разрывное удлинение 3—16%. При 250° С полимер имеет прочность на разрыв 80 кгс/см , а удлинение 12%, поэтому температура стеклования должна быть выше 250° С. Электрическая прочность полимера составляет 6,02 кВ/25 мк [24]. По-видимому, высокая термостойкость подтверждает теоретические представления о повышенной стабильности лестничных полимеров. На воздухе уменьшение веса полимера начинается при 500° С [6, 18, 36]. Было отмечено также, что при нагревании до 900° С основная цепь не деструктирует, а уменьшение веса обусловлено разложением органических фрагментов макромолекулы [6]. [c.327]

В этих условиях (при сравнительно высоких температурах) в обоих случаях предел прочности намного превышает предел вынужденной эластичности и разрушение носит нехрупкий характер. Однако при снижении температуры ниже точки стеклования аморфные области в кристаллическом полимере застекловываются, полимерная конструкция становится очень жесткой и предел вынужденной эластичности существенно возрастает. Это может происходить настолько быстро, что при температурах, немного меньших Г , предел вынужденной эластичности аморфно-кристаллического полимера станет выше предела прочности, т. е. будет наблюдаться хрупкий разрыв. [c.276]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология