Изменение структуры полимерного материала

Кривая 1, характерная для термопластичных полимеров, отражает изменения молекулярной структуры полимерного материала при деформации вначале молекулы под влиянием приложенного механического лоля распрямляются (отрезок ОВ). Далее происходит упорядочение и ориентация цепей (отрезок ВС). Затем ориентированные элементы макромолекул сближаются, в результате чего увеличивается межмолекулярное взаимодействие и соответственно возрастает прочность (отрезок D). Участок О А соответствует области упругих деформаций, пропорциональных напряжению участок [c.35]

Еще более своеобразные структурные превращения протекают в кристаллических полимерах при очень быстрых механических воздействиях, вызванных ударной волной 1-35. Когда амплитуда ударной волны превышает некоторую пороговую величину ( 200 кбар), крупные сферолиты в полимерных пленках распадаются на мелкие осколки при сохранении целостности образца. В этих же условиях ориентированные полимеры становятся оптически и рентгенографически изотропными. Поскольку во всех указанных случаях макромолекулы не претерпевают деструкции, можно говорить о надмолекулярном механизме деформационных явлений, происходящих при очень быстром механическом воздействии. Данные об изменении структуры полимерного материала при высоких скоростях деформации можно найти в обзоре [c.309]

Большое влияние на прочность оказывает ориентация структурных элементов по отношению к направлению действия деформирующей силы. Элементами структуры полимерного материала могут являться звенья макромолекул, глобулы, пачки, домены, сферолиты, монокристаллы и т. п. В зависимости от механизма протекающего процесса могут происходить структурные изменения на различном уровне или одновременно на нескольких структурных уровнях [170—172]. Это положение полностью применимо к процессу деформации и разрушения. [c.59]

Структурно-чувствительные, когда незначительное изменение структуры полимерного материала оказывает большое и непропорциональное влияние на свойства. Примером такого структурно-чув-ствительного свойства является прочность, которая зависит от дефектов в полимерных изделиях (например, микротрещины). [c.277]

Усредненные по объему, когда изменение структуры полимерного материала приводит, как правило, к пропорциональному изменению эксплуатационных свойств. Такими свойствами являются диффузионные, диэлектрические, некоторые механические свойства и т. д. [c.277]

От формы больших молекул полимерных соединений — макромолекул в большой степени зависят свойства полученного материала. Так, полимеры, образованные из линейных макромолекул, обладают способностью размягчаться при нагревании, они легче растворимы, чем сетчатые полимеры. В размягченном состоянии линейные полимеры можно формовать и обрабатывать разными способами. Этот процесс размягчения или даже плавления можно повторять много раз без заметного изменения свойств полимерного материала. Полимеры же, имеющие сетчатую структуру, нерастворимы, иногда они лишь набухают в растворителях они плавятся с разложением. [c.190]

Направленное механическое воздействие является основным, а в технологической практике — единственным способом ориентирования полимеров. Изменение ориентации полимера происходит в результате его деформирования и заключается в повороте и перемещении частей или целых макромолекул и элементов надмолекулярной структуры в направлении действия сил. При этом происходят также изменения конформаций макромолекул, межмолекулярного взаимодействия и строения упорядоченных надмолекулярных образований. Перестройка структуры полимерного материала в результате механического воздействия ведет к изменению его механических свойств. [c.229]

Эластические полимеры всегда имеют плотную упаковку, а степень плотности молекулярной упаковки стеклообразных полимеров варьирует в очень широких пределах. К стеклообразным полимерам с высокой плотностью упаковки относятся поливиниловый спирт и, по-видимому, полиакрилонитрил. Рыхлой упаковкой характеризуются полистирол, целлюлоза, ацетат и нитрат целлюлозы. Остальные полимеры, например полиметилметакрилат, занимают промежуточное положение. Взаимосвязь между термодинамикой растворения и структурой полимера дает возможность оценивать изменения в структуре полимерного материала, происходящие при различных технологических процессах. Так, например, для оценки изменения плотности упаковки полимеров применяется метод определения теплот растворения. [c.381]

Второй закон можно сформулировать следующим образом поскольку одни и те же кинетические константы определяют и скорость процесса синтеза, и структуру полимерного материала, то любые приемы, направленные на увеличение производительности при синтезе и переработке полимеров, обязательно будут сопровождаться изменениями в структуре материала. [c.101]

Если на стадии лабораторных исследований были достаточно четко сформулированы требования к составу и структуре полимерного материала и разработаны адекватные методы анализа, то задача на стадии опытных работ сводится к простому воспроизведению результатов, полученных в лаборатории. Однако на практике типична ситуация, при которой требуемые показатели качества материала не воспроизводятся. Причины этого явления могут быть весьма разнообразными, но чаще всего они сводятся к изменению качества сырья, изменению условий синтеза и обработки продукта, недостаточной квалификации персонала опытной установки. [c.171]

Как видно из рис. П-ЗО, результаты экспериментов согласуются с результатами работ [8, 21, 22, 25] — с изменением толщины мембраны селективность остается неизменной, а проницаемость изменяется обратно пропорционально толщине мембраны 6- При этом показатель степени при б менялся в зависимости от материала мембраны и свойств разделяемых компонентов (от —1 до 1,5), что можно объяснить наличием структурного градиента, т. е. неодинаковым изменением структуры полимерной мембраны по ее толщине. Влияние структурного градиента может быть учтено коэффициентом диффузии в уравнении Фика. В этом случае коэффициент диффузии оказывается зависящим не только от температуры и концентрации смеси, но и от толщины мембраны. [c.158]

При увеличении энергии электрического поля возрастает электропроводность, увеличивается поляризация, ослабляются связи между элементами структуры полимерного материала. При достаточно сильном электрическом поле в пластмассах происходят необратимые изменения. В результате этого вещество теряет электрическую прочность, разрушается, и наступает пробой. Процессы, приводящие к потере электрической прочности пластмасс, определяются их структурой и условиями эксплуатации — температурой, длительностью действия напряжения и др. [c.93]

Вводная глава освещает технологические аспекты важнейших методов переработки полимеров и иллюстрирует наиболее существенные черты нашего аналитического подхода. В I и И частях книги изложены основные представления по физикохимии и механике полимеров, необходимые для инженерного анализа процессов переработки. Особое внимание уделено проблемам связи между изменениями структуры в процессах переработки и свойствами полимеров, находящимся на стыке между технологией переработки полимеров и полимерной наукой. Во всех главах этих двух частей подход носит чисто утилитарный характер, иначе говоря, объем приведенных сведений ограничен и подчинен изложению материала последующих глав. [c.10]

Важным преимуществом полимеров является возможность изменения их структуры, а следовательно, и физических свойств. Прежде всего это достигается созданием определенной молекулярной и надмолекулярной структуры полимера при соблюдении соответствующих условий синтеза. Успехи синтеза стереорегулярных полимеров позволили значительно расширить круг кристаллизующихся полимерных материалов. Далее для получения твердых полимеров с заданными свойствами необходимо обеспечить образование структуры уже готового полимерного материала, т. е. придать макромолекулам нужную форму и добиться их определенного взаимного расположения. [c.18]

Взаимодействие полимерных молекул с твердыми телами приводит к существенному изменению всего комплекса их свойств. Это связано г тем, что адсорбционное взаимодействие на границе раздела уменьшает молекулярную подвижность цепей и в ходе формирования полимерного материала, и при его эксплуатации, а это приводит к изменению структуры граничного слоя, изменению температур, при которых в граничных слоях происходят термодинамические и структурные переходы, и к ряду сопутствующих явлений [ 18—21 ]. Между тем структура граничного слоя и условия ее формирования прежде всего зависят от характера адсорбции и определяются прежде всего структурой собственно адсорбционного слоя. Таким образом, проблема межмолекулярных взаимодействий в наполненных и армированных системах — это также проблема адсорбции. Следует отметить еще один аспект данной проблемы — влияние адсорбции на процессы синтеза высокомолекулярных соединений, протекающие на границе раздела фаз с твердыми телами [ 1 ]. Адсорбция растущих полимерных цепей переменного молекулярного веса и изменяющегося молекулярно-весового распределения существенным образом изменяет кинетические условия реакции, а в случае получения трехмерных пространственных сеток влияет также на их структуру 122, 23]. Следовательно, адсорбционные явления играют важную роль не только в процессах переработки или эксплуатации полимерных материалов, но и при их синтезе. [c.5]

При хранении и эксплуатации в полимерном материале могут протекать физические и химические процессы, которые могут привести к выходу из строя материала. Физические процессы преобладают в первые часы и дни после изготовления материала и при длительной эксплуатации могут играть меньшую роль, чем химические. Как указывалось, одним из факторов, приводящих к изменению структуры материапа покрытия, является окисление его с участием кислорода почвенного воздуха. Теория окислительного старения полимеров рассмотрена в ряде работ [5, 12]. [c.99]

К физическому С.п. относятся процессы переноса в-ва через полимерный материал и перестройка его структуры (в частности, кристаллизация), вызываемая релаксац. процессами и изменением состава на локальном уровне. Перенос в-ва в полимерном материале сопровождается сорбцией диффундирующих в-в в разл. структурах материала, десорбцией из материала практически важных примесей (красителей, стабилизаторов, пластификаторов), что приводит к изменению его мех. св-в, плотности, объема, возникновению мех. напряжений. [c.415]

Для получения реплики полимерный материал разрушают таким образом, чтобы можно было не опасаться изменения его структуры в процессе разрушения. Обычно для этого замороженный полимер разрушают ударом. На образовавшуюся при разрушении поверхность с помощью специальных установок напыляют слой угля или кварца. Возникновение контраста на электронно-микроскопических снимках обусловлено различной рассеивающей способностью ядер разных атомов по отношению к электронному пучку. Поэтому полимеры, состоящие из легких ядер, часто дают неотчетливые снимки чтобы изображение, видимое в электронный микроскоп, было более рельефным, на них под некоторым углом, меньше 90°, напыляют тяжелые металлы (платину, золото, палладий, хром). Полимер растворяют и удаляют, а полученную реплику рассматривают в электронный микроскоп. Если растворение полимера затруднено, то на образовавшуюся при механическом разрушении поверхность полимера наносят слой желатина. Затем пленку желатина отрывают, и напыление ведут на нее для получения обратной или негативной реплики. [c.355]

Полимерные материалы в процессе эксплуатации или хранения могут контактировать с агрессивными средами, под действием которых протекают следующие процессы сорбция компонентов агрессивной среды десорбция из полимерного материала различных добавок (стабилизаторов, пластификаторов и т.д.) химическая деструкция растворение полимера изменение физической структуры (степени кристалличности, микропористости и т.д.). Под действием [c.408]

При хранении и переработке полимерных материалов, а также при эксплуатации изделий из них полимеры подвергаются воздействию различных факторов — тепла, света, проникающей радиации, кислорода, влаги, агрессивных химических агентов, механических нагрузок. Эти факторы, действуя раздельно или в совокупности, вызывают в полимерах развитие необратимых химических реакций двух типов деструкции, когда происходит разрыв связей в основной цепи макромолекул, и структурирования, когда происходит сшивание цепей. Изменение молекулярной структуры приводит к изменениям в эксплуатационных свойствах полимерного материала теряется эластичность, повышается жесткость и хрупкость, снижается механическая прочность, ухудшаются диэлектрические показатели, изменяется цвет, гладкая поверхность становится шероховатой, а иногда на ней появляется налет порошкообразного вещества. Изменения во времени свойств полимеров и изделий из них называют старением. [c.66]

Практически изменение деформации различных видов полимерных материалов не всегда совпадает с описанной кривой. Расхождения объясняются различной прочностью полимерного материала, а следовательно, его разной структурой и составом. Для прочных пластмасс кривая растяжения подобна кривой для металлов (кривая 3 на рис. П1.2), а для пластичных, с малой прочностью, она, наоборот, приближается к кривой для эластомеров (кривая 2 на рис. П1.2). Это закономерно, поскольку деформационные овойства полимерных материалов определяются их упругостью, которая характеризуется модулем упругости (Е), представляющим собой отношение а/е при соответствующем нагружении (растяжении или сжатии). [c.36]

Все приведенные выше механизмы упрочнения (обусловленные введением в полимерную систему компонентов, образующих либо более стабильные, либо более лабильные связи между элементами структуры) характеризовались изотропным изменением прочности, между тем как, например, одноосная ориентация полимерного материала обеспечивает упрочнение материала в направлении вытяжки и ослабление — в перпендикулярном направлении. [c.303]

Следует заметить, что наложение силовых полей в процессе формирования надмолекулярных и молекулярных структур способствует существенному изменению структурных и релаксационных характеристик (в том числе и определяющих прочность) не только наполненных [298, с. 136], но и ненаполненных [652, с. 611—614] систем. Так, например, М. С. Акутин с сотр. показали, что наложением магнитного поля на расплав термопластов можно существенно увеличить прочность полимерного материала. [c.304]

Таким образом, экспериментальный материал свидетельствует о сравнительно небольших необратимых изменениях в структуре таких полимерных сорбентов, как полиакрилаты, для которых метод ртутной порометрии может успешно применяться. Однако, как нам представляется, полученные результаты не могут быть распространены на все без исключения полимеры, поскольку изменения в структуре полимерных сорбентов под действием гидравлических давлений могут быть связаны с прочностью и долговечностью материала, его способностью к обратимым и необратимым деформациям, что в свою очередь зависит от природы полимера. [c.224]

Эффекты разрыхления упаковки в граничных слоях мы объясняем следующим образом. Возникновение адсорбционных связей с поверхностью в ходе формирования полимерного материала, способствуя дополнительному структурированию системы, заметно ограничивает подвижность полимерных цепей вблизи поверхности, что приводит к изменению условий протекания релаксационных процессов и замедлению установления равновесного состояния полимера вблизи поверхности, а следовательно, делает невозможным появление плотноупакованной структуры в таких условиях. Влияние условий протекания релаксационных процессов на плотность упаковки полимеров показано в работе [233]. [c.163]

Адсорбционное взаимодействие на границе раздела фаз полимер — твердое тело, сказываясь на условиях формирования полимерного материала, приводит к изменению надмолекулярных структур граничных слоев и всей полимерной фазы в наполненной системе. В работе В. А. Каргина и Т. И. Соголовой [2561 показано, что введение в кристаллизующиеся полимеры твердых добавок позволяет регулировать размер и число сферолитов. Механизм действия добавок заключается в том, что на поверхности твердых частиц в результате адсорбции возникают упорядоченные области полимера, играющие роль центров кристаллизации. С другой стороны, Ю. М. Малинским [257, 2581 установлено ингибирующее влияние твердой поверхности на кристаллизацию полимеров в пристенных слоях. [c.172]

Адсорбционное взаимодействие полимерных молекул с твердыми телами на границе раздела уменьшает подвижность цепей и в процессе формирования полимерного материала, и при его эксплуатации, что приводит к изменению структуры граничного слоя, изменению температур, при которых в граничных слоях происходят термодинамические и структурные переходы, и к ряду сопутствующих явлений. [c.12]

Таким образом, при введении наполнителя в реакционную систему в случае формирования линейных полимеров или сетчатых полимеров ускоряющее действие поверхности может зависеть от ее влияния на перераспределение внутри- и межмолекулярных связей в реакционной системе, а это означает, что важную роль играет сама структура реакционной смеси (раствора или расплава) аналогично влиянию структуры раствора на адсорбцию. Из всего изложенного ясны причины, по которым наполнитель может, не влияя на кинетику реакции, влиять одновременно на свойства наполненного полимера. Влияние наполнителя на свойства системы при отсутствии взаимодействий с поверхностью по функциональным группам цепи и поверхности проявляется, по-видимому, только тогда, когда полимерная молекула имеет достаточно большую молекулярную массу, обеспечивающую значительное изменение конформационного набора под влиянием поверхности, которого достаточно для изменения свойств всего материала. Таким образом, наполнитель может влиять на свойства полимера, и не влияя на кинетику формирования полимера в присутствии наполнителя. [c.57]

Одним из [таиболее распространенных способов изменения Структуры полимерного материала с целью уцро шения является его вытяжка в процессе переработки При этом происходит ориентация цепей и надмолекулярных структур При регулярном строе НИИ молекул аморфного полимера возможна его крггсталлизация. [c.230]

Введение значительных количеств низкомолекуляриого пластификатора при воздействии температуры или механических нагрузок способствует подвижности системы, вызывая изменение структуры при переработке и эксплуатации. Миграция пластификатора, связанная с воздействием внешней среды, также приводит к нежелательным изменениям структуры полимерного материала, особенно пленок, поскольку они обладают большой поверхностью и малой толщиной. [c.38]

Образование тяжей можно рассматривать как процесс расслоения ориентированного полимерного материала в неоднородном поле напряжений. Как следует из наблюдений Гуля и Черни-на39,4о, следы тяжей начинают образовываться в сечении образца впереди растущего надрыва. Следовательно, так же как у пластмасс впереди трещины имеется зона расслоившегося материала в виде трещины серебра , так и у резин впереди надрыва имеется зона материала, подготовленного к расслоению на тяжи. Это подтверждается исследованиями в которых было показано, что структура полимерного материала вблизи дефекта, разрастающегося в процессе разрыва, сильно отличается от структуры, характерной для образца в целом. По существу, рвется не исходный полимерный материал, а материал иной структуры, ориентированный и обладающий иными (по сравнению с исходным) релаксационными свойствами. Изменения, которые претерпевает материал в месте роста надрыва, определяют характер процесса разрущения образца. При существенном изменении степени дополнительной ориентации соответственно изменяются все характеристики прочности материала. Скоростной киносъемкой процесса разрыва удалось измерить дополнительную ориентацию в месте растущего надрыва, определить форму и размеры растущего дефекта при быстром разрушении и скорость роста надрыва на различных стадиях процесса разрушения. К концу процесса разрушения скорость роста надрыва быстро и скачкообразно увеличивается, что, вероятно, связано с обрывом тяжей. [c.112]

ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ, вещества, введение к-рых в относительно небольших кол-вах в агрессивную среду, полимерное покрытие, смазку или упаковочный материал вызывает заметное замедление коррозии. Условно подразделяются на адсорбционные и пассивирующие. Первые защищают металл благодаря воздействию на кинетику электродных процессов, происходящих при коррозии. Торможение м. б. обусловлено неносредств. исключением пов-сти, покрытой И. к., из коррозионного процесса изменением структуры двойного электрич. слоя блокировкой активных центров и изменением условий адсорбции участников коррозионного процесса. Пассивирующие И. к. способствуют образованию на металле оксидных, гидроксидных и др. пленок и переводят металл в пассивное состояние (см. Пассивность металла). Различают ингибиторы кислотной коррозии и ингибиторы атмосферной коррозии (т. н. летучие ингибиторы). Последние обладают повьпп. упругостью пара, что позволяет им насыщать окружающую металл атмосферу илн пространство между металлом и упаковочным материалом. Применение И. к. — эффективный метод борьбы с коррозией, особенно в машиностроении, приборостроении, нефте- и газодобывающей пром-сти. [c.219]

Влияние стоячей волны может быть частично устранено выбором оптимальной толщины слоя резиста и с помощью изменения отражательной способности подложки [27 , а также постэкспози-ционной тепловой обработкой, которая дает возможность при нагреве полимерного материала выше Тс улучшить границы рельефа фоторезиста вследствие текучести материала [37 . Подобное влияние оказывает и использование концентрированных проявителей или продолжительного проявления эти приемы, однако, не позволяют избежать изменения размеров линий на рельефных поверхностях. Эффективным методом является планаризация рельефной поверхности подложки слоем полимера, на который затем наносится слой резиста. Такая структура дает возможность достичь нормального изображения в тонком слое резиста с последующим переносом изображения в планаризационный полимерный слой [16 (см. гл. VIII). [c.32]

Отмечавшаяся выше аномалия реологического поведения полимеров связана с изменениями их структуры в процессе переработки, основной причиной которых является высокая молекулярная масса и вытянутая линейная форма макромолекул, т. е. их анизодиаметричность. При этих условиях перемещение макромолекул одновременно как единого целого невозможно, так как количество энергии, необходимое для отрыва макромолекулы в целом от ее соседей, превышает энергию химических связей в главной цепи. Поэтому процесс вязкого течения полимера представляют как серию актов последовательного перемещения кинетических сегментов макромолекул. Достаточное число перемещений сегментов в соседнее положение равновесия в направлении действия силы приводит к перемещению центра тяжести молекулярного клубка, т. е. перемещению самой макромолекулы и необратимому изменению размеров и формы полимерного материала (рис. 1.8). При вытянутой форме макромолекулы трудно представить себе, чтобы она располагалась в одной плоскости и ее сегменты перемещались с одной скоростью вдоль направления действующих сил. Более вероятно, когда один конец ее оказывается в слое, движущемся с одной скоростью, другой — с другой скоростью (см. рис. 1.8). Если это так, то макромолекула будет постепенно вытягиваться (ориентироваться) Твдоль направления действия сил. [c.30]

Скорость (и продолжительность) дозирования ЛВ зависит от структуры используемого полимерного элемента от макроуровня (пористая или непористая мембрана или матрица) через такие структуры промежуточных уровней, как неоднородности сшитых полимерных структур (трехмерные нерастворимые мембраны и матрицы) и распределения кристаллических и аморфных областей (кристаллизующиеся мембраны и матрицы), до неоднородностей молекулярного уровня (изменение состава, молекулярной массы и микроблочности сополимеров). Наибольшие скорости дозирования (от 10 до 500 мкг/ч) обеспечивают только микропористые мембраны и матрицы [26] однако это приводит к быстрому исчерпанию ЛВ, заключенного в TT , и время работы TT с микропористыми дозирующими элементами не превышает суток [27]. Более низкие скорости дозирования (не выше десятков микрограммов в сутки) достигаются при использовании непористых мембран и матриц, полимерный материал которых находится в стеклообразном состоянии [28]. При переходе в высокоэластичное состояние проницаемость увеличтгеается в сотни и тысячи раз [26, 28]. Такое увеличение может быть достигнуто не только повышением температуры дозирующего элемента (например, при воспалительном процессе), но и при изменении состава сополимера (СПЛ) - материала мембраны (например, для этилена с винилацетатом (Э-ВА) при увеличении содержания В А в СПЛ). Хотя и не столь сильно, как изменение состава СПЛ, на проницаемость полимерных материалов влияют и такие структурные и морфологические изменения полимера, как молекулярная масса, кристалличность и структура кристаллических областей, природа и количество других, помимо ЛВ, низкомолекулярных включений [29, 30]. [c.763]

При бадъших деформациях в полимерных сетках происходят изменения структуры материала, о которых можно судить, измеряя напряжения, гиетерезисные потери, плотность,, тепловые эффекты, следя за изменением рентгенограмм, спектров поглощения, фотоупругости. Эти изменения связаны с конформационными перестройками спутанных молекулярных клубков, взаимной ориентацией цепей при их распрямлении и с образованием кристаллитов в тех случаях, когда цепи имеют достаточно регулярное строение. [c.60]

В отличие от систем, наполненных или армированных минеральным наполнителем, в системах, армированных полимерными наполнителями, характер изменения морфологии связующего определяется возможностью диффузии связующего на границе раздела в дефектные области армирующего полимерного материала. При изучении [100] системы на основе эпоксидной смолы или анилино-фенолоформальдегидной смолы, армированной вискозными или капроновыми волокнами, было найдено, что при введении волокна на электронно-микроскопических снимках обнаруживаются две зоны собственно связующее и волокно с типичной морфологией ориентированного состояния (ламеллярные паракристаллы). Четкая граница раздела фаз отсутствует, хотя и имеется четкий оптический контраст, обусловленный структурной неоднородностью наполнителя, кристаллические элементы которого остаются без изменений. Для связуюп1его, находящегося в контакте с волокном, характерна более однородная и состоящая из более мелких, образований структура. Это связано с тем, что влияние поверхности на релаксационные процессы препятствует агрегации структурных элементов связующего в более крупные образования. Вместе с тем в случае полимерного наполнителя связующее оказывает влияние на морфологию наполнителя. [c.52]