Определение стеклообразного состояния

Характер изменения теплофизических свойств полимеров существенно зависит от наличия у них пустот молекулярных размеров (свободного объема). В частности, переход полимеров в стеклообразное состояние происходит лишь при достижении определенного минимального свободного объема. С другой стороны, потерю подвижности участков макромолекул при охлаждении полимера можно связать с возникновением достаточно большого числа межмолекулярных связей. Выше области размягчения, где структуру полимера можно считать равновесной, изменение объема у всех образцов происходит по единой равновесной кривой. Таким образом, при нагревании полимера характер изменения [c.265]

Мы пришли таким образом к другому определению стеклообразного состояния как состояния переохлажденного расплава, который из-за огромной вязкости приобретает присущую твердым телам устойчивость ф о р м ы. [c.77]

В 1 были даны эквивалентные определения стеклообразного состояния с позиций структуры и подвижности. Условия возникновения стеклообразного состояния или проявления стекло- [c.80]

Существует иное, альтернативное определение стеклообразного состояния его иногда трактуют как состояние, типичное для сильно загустевших переохлажденных жидкостей. [c.91]

Про стекло проще сказать, чем оно не является, чем определить, что же это такое. Каким бы ни было определение стеклообразного состояния, оно должно опираться на особенности структуры и отчасти физических свойств, но не химического состава. Коротко говоря, стекло — это твердое тело, не имеющее кристаллической структуры. Структура стекла —не регулярная, как у кристаллов, а аморфная, аналогичная структуре жидкостей. Таким образом, можно сказать, что стекло — это твердое тело, имеющее геометрическую структуру жидкости. Стекло образуется при затвердевании жидкости без изменения [c.86]

Определение стеклообразного состояния [c.272]

Тамман дал следующее определение стеклообразного состояния стекло является не твердым веществом, а переохлажденной жидкостью, находящейся — благодаря огромной ее вязкости при обыкновенных температурах — в сравнительно устойчивом состоянии . Это определение стекла не вызывает возражений, но, к сожалению, вопрос о строении жидкостей до сих пор также не решен. [c.11]

В определенной области температур жидкое связующее переходит в стеклообразное состояние. Все свойства связующего резко меняются уменьшается удельный объем, увеличивается твердость, возникает сопротивление деформации. Температура, при которой происходит это явление, называется температурой стеклования. Температура стеклования - это не точка, а средняя температура интервала. Стеклование не является фазовым переходом, стеклообразное связующее имеет аморфную структуру и с термодинамической точки зрения может рассматриваться как переохлажденная жидкость. [c.82]

Что касается изложенной релаксационной концепции, рационально объясняющей видимость перехода второго рода при его действительном отсутствии, то она позволяет с удобством использовать изменение физических свойств при стекловании для прямого измерения Гс- При этом принято считать, что температура структурного стеклования есть температура, при которой физические свойства вещества изменяются в аномальном интервале наиболее резко. На кривых свойство — температура (см. рис. П. 6) Тс приблизительно соответствует точке перелома. На кривых температурных коэффициентов (см. рис. П. 7), образующих в области стеклования перегиб, температура стеклования соответствует точке перегиба. При таком определении температура стеклования Гс в принципе не зависит от чувствительности прибора и точности измерения физических свойств. Часто Гс определяется как точка пересечения экстраполированных зависимостей, наблюдаемых вне области стеклования (см. рис. П. 6). Предпочтение отдается тем свойствам, температурные зависимости которых в структурно-жидком и стеклообразном состоянии мало отличаются от линейных. В связи с этим наиболее распространенным методом определения температуры структурного стеклования (или размягчения) является метод теплового линейного расширения Температура стеклования (размягчения) определяется пересечением прямолинейных участков кривой расширения (рис. П. 8). [c.91]

Инфракрасные спектры поглощения кристаллических силикатов характеризуются набором узких полос поглощения с определенной частотой колебаний. Те же вещества в стеклообразном состоянии дают спектр с более широкими и менее интенсивными полосами. [c.158]

Однако оба этих определения исходят из единого принципа получения стекла — из расплава путем его переохлаждения без кристаллизации. Но в настоящее время известны некоторые способы получения стеклообразных веществ без предварительного получения расплава, например из водных растворов, при конденсации паров или нейтронном облучении кристаллических соединений. Поэтому обе эти формулировки нельзя признать полностью удовлетворительными, хотя наиболее характерные свойства стеклообразного состояния они отражают. [c.189]

В. Мазуриным и Е. А. Порай-Кошицем в 1972 г. предложено разделить понятия стеклообразного вещества, стекла н стеклообразного состояния, которым они дают следующие определения. [c.189]

Известно, что не все вещества можно получать в стеклообразном состоянии. Нет и определенного класса веществ, все представители которого способны давать стекло. [c.191]

Если при снятии термомеханической кривой не происходит термодеструкция полимера, то при медленном охлаждении можно воспроизвести термомеханическую кривую образец переходит сначала в высокоэластическое, а затем в стеклообразное состояние (стеклуется). Очень важно то, что при температуре ниже температуры стеклования полимер, как правило, сохраняет некоторый комплекс свойств, присущий только полимерам. Мы говорим, что полимер застекловался, но он не стал хрупким, как обычное силикатное (оконное) стекло. Лист органического стекла (полиметилметакрилат, плексиглас) можно бросить на пол, и он не разобьется вдребезги. И все-таки стеклообразный полимер можно охладить до такой температуры, когда он будет легко разбиваться при ударе. Такая температура носит название температуры хрупкости Тхр-На термомеханической кривой она не проявляется в виде какой-либо характерной точки. Методы определения температуры хрупкости всегда так или иначе связаны с разрушением образца. [c.102]

Стеклообразное состояние вещества термодинамически неустойчиво. Стекла существуют лишь благодаря тому, что при охлаждении расплавленного стекла его вязкость возрастает очень быстро, так что кристаллизация не успевает произойти. Вводя в исходные вещества добавки, ускоряющие кристаллизацию, и проводя варку по определенному режиму, можно получать стеклокристаллические материалы — ситаллы. [c.644]

Промышленные силикаты. Стекло. Ситаллы. Одной из важнейших отраслей силикатной промышленности является производство стекол. Стеклообразное состояние возникает при переохлаждении жидких расплавов. Вещества в стеклообразном состоянии отличаются от кристаллов прежде всего изотропностью (т. е. отсутствием векториальности свойств) они не обладают определенной температурой плавления, а в процессе нагревания размягчаются и постепенно переходят в жидкое состояние. [c.118]

Несмотря на высокую точность исследований, с помощью термического анализа в ряде случаев не удается получить удовлетворительных результатов, например, при определении температуры начала кристаллизации сложных силикатных расплавов, когда скорость кристаллизации невелика и сплавы из-за повышенной вязкости проявляют склонность переходить в стеклообразное состояние. [c.170]

Для каждого полимера в определенных границах температур принципиально возможны все три указанных состояния. Например, натуральный каучук при обычной температуре может обратимо растягиваться в 5—6 и более раз. При этой температуре каучук находится в высокоэластичном состоянии. Если же каучук охладить до температуры —73 °С, он становится твердым и хрупким, как стекло (стеклообразное состояние). При нагревании каучука до 180 °С он начинает обнаруживать пластические свойства и способность течь (вязко-текучее состояние). [c.250]

При низкой температуре деформация мала. Она мало увеличивается с температурой. Аморфный полимер ведет себя при низких температурах как стекло. Мы говорим, что полимер находится в стеклообразном состоянии. Если нагрузки при определении термомеханической кривой невелики и не превышают 0,1 МПа, то деформация составляет доли процента от первоначальной высоты образца. Такая малая деформация характерна и для многих низкомолекулярных твердых тел. В случае полимеров она служит надежным указанием на то, что под действием приложенного напряжения сегменты макромолекул не перемещаются, а следовательно, макромолекулы не меняют форму статистических клубков. [c.101]

Переход полимера в стеклообразное состояние при охлаждении носит название структурного стеклования. Это значит, что этот переход сопровождается фиксацией определенной структуры, определенного ближнего порядка, которые не меняются при дальнейшем охлаждении. Фиксация структуры, исключение возможности ее перестройки при охлаждении делает стеклообразный полимер неравновесным. Это, в первую очередь, приводит к зависимости Тс от скорости охлаждения. При медленном охлаждении сегменты ус певают перемещаться даже при приближении к Т с и требуется сильно охладить полимер, чтобы предотвратить всякие перестройки структуры. Излом на кривой зависимости удельного объема от Т (см. рис. 10.1) сместится в область более низких температур. Так, выдерживая образец поливинилацетата прн каждой температуре в одном опыте в течение 0,02 ч, а в другом 100 ч, получим значения Т с соответственно 32 и 23°, т. е. отличающиеся на 9°. [c.143]

Мы видели, что перемещение сегментов в процессе вынужденноэластической деформации происходит под действием напряжения, а не в процессе теплового перемещения, поскольку таковое в стеклообразном состоянии отсутствует. Однако определенный запас тепловой энергии в полимере имеется и при 7<Т(.. С ростом температуры в области ниже Тс запас тепловой энергии сегментов увеличивается и требуется все меньше внешней механической энергии для перемещения сегментов и развития вынужденно-эластической деформации. Поэтому предел вынужденной эластичности уменьшается с ростом Т. Формы кривой а—е при разных температурах приведены на рис. 10.5. При понижении температуры не только увеличивается предел вынужденной эластичности, но и сама кривая вырождается, становится неполной. Разрушение образца может произойти даже раньше, чем достигнут предел вынужденной эластичности От. При оСот разрушение, естественно, происходит при очень малых деформациях (доли процента), а это означает, что полимер при низких температурах ведет себя как хрупкий, не [c.149]

На рис. 8 представлена зависимость деформации аморфных полимеров от температуры, характеризующая постепенность перехода из одного физического состояния в другое. Кривая отмечает все три состояния. В зависимости от химического состава, строения звеньев и молекулярного веса температура стеклования и текучести может различаться очень сильно. Поэтому встречаются полимеры, в которых не обнаруживаются все три аморфных состояния. Полимеры с относительно низким молекулярным весом из стеклообразного состояния в состояние текучести переходят, минуя область высокоэластичности. Этот переход осуществляется в определенном интервале температур (интервал размягчения), в котором по мере повышения температуры все большее число молекул приобретает способность свободно перемещаться. Если Тс и Гт очень высоки — выше температуры разложения материала, то он не может быть переведен в состояние высокоэластичности или соответственно в состояние текучести. [c.19]

При очень низкой температуре материал жесткий и почти не деформируется под влиянием определенного напряжения. Область А характеризует стеклообразное состояние полимера, а температура — температуру стеклования. При нагревании полимера выше этой температуры он размягчается и становится эластичным. В таком состоянии он способен обратимо деформироваться. Температурный интервал, при котором полимер способен обратимо деформироваться, называют областью высокоэластического состояния (Б на рис. 68). Дальнейшее повышение температуры настолько размягчает высокополимер, что, будучи растянутым и освобожденным от действия нагрузки, он [c.193]

Следует отметить, что для веществ, строение которых в значительной степени обусловлено направленными под определенным углом в пространстве гомеополярными связями, энергии активации Е велики (диффузионная подвижность молекул мала), и поэтому относительно легко достигается такая температура, при которой практически невозможна кристаллизация. В этом случае и<идкость переходит в стеклообразное состояние. [c.503]

С этой точки зрения стеклообразное состояние можно рассматривать как переохлажденную жидкость с очень высокой вязкостью. Действите,льно, для стекла, как и для жидкости, характерны изотропность свойств и сохранение структуры ближнего порядка при отсутствии дальнего порядка. В отличие от кристаллических тел стекло не имеет фиксированной температуры плавления, а при нагревании постепенно размягчается. В термодинамическом отношении стеклообразное состояние, будучи переохлажденным, является неустойчивым (мета-стабильным), несмотря на то что может сохраняться сколь угодно долго. При определенных условиях (при нагревании) наблюдается самопроизвольный переход в кристаллическое состояние. (кристаллизация или расстекловывание), который, однако, сильно заторможен вследствие высокой вязкости стекла. [c.145]

С, переходит в стеклообразное состояние через 1800 ч испытания. Однако вследствие циклических изменений температуры покрытие периодически через определенные промежутки времени вновь входит в высокоэластическую область. Это повторяется до тех пор пока Тд покрытия не достигнет максимальной температуры испытания Т (в данном случае 7=90 °С). То же относится и к покрытиям, испытывавшимся при других температурах. [c.112]

Теперь от определения стеклообразного состояния сдедует перейти к рассмотрению процессов, в результате которых оно достигается. Семантическая неэквивалентность понятий возникновение и проявление стеклообразного состояния отражает изображенную на рис. II. 2 и связанную с принципом ТВЭ реальную физическую разницу зондирования релаксационных состояний при перемещении по температурной шкале и упругих или неупругих откликов системы при перемещении стрелки действия по частотной или временной шкале. [c.81]

На первый взгляд может показаться, что понятие о равновесном состоянии стекла противоречит определению стеклообразного состояния как состояния неустойчивого. Однако, такое суждение было бы ошибочным. Физико-химические системы могут находиться в нескольких состояниях равновесия разной степени устойчивости. Мерой устойчивости того или иного состояния служит глубина минимума на кривой изменения 2 как функции обобщенного структурного параметра I, характеризующего степень упорядо- [c.125]

П. При вулканизации под действием любых факторов меняется химическая структура системы — появляются поперечные связи между цепями и полимер постепенно превращается сначала (при малых степенях вулканизации) в макросетчатый, а потом в микро-сетчатый. При этом происходит нарастающая иммобилизация сегментов, приводящая в области перехода от макро- к микро-сетчатой структуре, к полной потере сегментальной подвижности (возобновлена она теперь может быть лишь в результате обратной химической реакции разрушения поперечных связей). Но это, согласно основному определению, снова означает переход в стеклообразное состояние. Наиболее известный пример — превращение каучука в эскапон или эбонит. [c.82]

Аналогичное правило имеет место и для нулевой энергии активации Гао стеклорбразного состояния в уравнении (П.З). Так, из рис. П. 9 следует определенная связь между нулевой энергией активации и стандартной температурой размягчения. Прямая на рис. П. 9 соответствует ( ао = СоГ", где Со = 630 Дж/(моль-°С). Эта постоянная в пределах разброса данных для разных веществ также не зависит от природы вещества и его структуры в стеклообразном состоянии. Подстановка численных значений С и q в формулу (П.З) дает а = 360 Дж/(моль-°С). [c.93]

Разрушение полимеров в стеклообразном состоянии при напряжениях ниже СТв происходит путем образования и развития двух крайних типов трещин при низких температурах и малых напряжениях (область квазихрупкого разрушения) растут трещины разрушения, при повышенных температурах и напряжениях (заштрихованная область IV на рис. 11.4) при определенных условиях растут крейзы, возникающие в результате деформационного микрорасслоения материала. Между стенками трещины серебра образуются мнкротяжи сильно ориентированного материала. [c.321]

Разбирается значение радиоактивности для геохимии и геохронологии, возможность использования ее закономерностей для определения абсолютного возраста минералов и горных пород. Рассматриваются вопросы о полиморфизме и изоморфизме, о силикатах, показана сущность стеклообразного состояния, значение вязкости при кристаллизации магмы. Подчеркнута роль воды для геохимических и гидрогеологических процессов, ее значение в образовании и разру шении минералов, дано представление о природ ных растворах. Рассматривается минералогиче ское правило фаз, а также ряд других вопросов Табл. 19, иллюстраций 116, библиографий 86 [c.2]

Полимеры в стеклообразном состоянии обладают прочностью твердых тел если прилолсить значительную силу (при сжатии, растял ении, изгибе), они деформируются незначительно. Это объясняется тем, что в стеклообразном состоянии молекулы связаны наиболее прочно и наименее гибки. В сравнении с низко-молекулярными стеклами полимерные стекла могут несколько изменять свою форму под действием деформирующих усилий. Объясняется это тем, что часть звеньев сохраняет подвил<ность при наличии прочной связи на многих других участках макромолекулы. Низкомолекулярные стекла разрушаются без деформации или претерпевая едва заметную деформацию. В этом легко убедиться, если сравнить свойства органического стекла (поли-метилметакрилата) с обыкновенным (силикатным) стеклом. Чем нил<е температура в области стеклообразного состояния, тем меньшее число звеньев обладает подвилсностью, и при определенной температуре, называемой температурой хрупкости, полимерные стекла разрушаются без деформации, подобно низкомолекулярным стеклам. Более хрупки в равных температурных условиях стеклообразные полимеры, построенные из глобулярных частиц. Глобулярные молекулы теряют подвижность в целом, подобно молекулам низкомолекулярных соединений, и полимеры глобулярного строения раскалываются по линии раздела глобулярных частиц. Весьма валено поэтому в процессе переработки полимеров преобразовать глобулярную структуру в фибриллярную, что удается, например, при переработке поливинилхлорида. [c.17]

В определенном интервале температур полимеры из стеклообразного состояния переходят в высокоэластическое. В той же области температур полимеры, охлаледаясь, переходят обратно в стеклообразное состояние. Температура, лел<ащая в этой области, называется температурой стеклования и обозначается Тс. [c.17]

Большое место среди синтетических материалов занимают такие вещества, применение которых требует пребывания их в стеклообразном состоянии. Особенно многочисленны среди них синтетические пластические массы. Пластическими массами называют индивидуальные высокополимерные материалы и композиции на их основе, способные под влиянием воздействий переходить в пластическое состояние и при устранении воздействий сохранять заданную им форму. Далеко не каждое полимерное вещество является пластмассой. Это название сохраняется за теми из них, которые перерабатываются в изделия без введения дополнительпых компонентов. К таким относятся политетрафторэтилен, полистирол полиамиды, и др. Однако переработка полимеров зачастую заключается не только в придании материалу определенной формы, но и в создании нового качества. Поэтому чаще пластмассы представляют собой многокомпонентные системы. [c.499]

Стекж). Стекло — это смесь силикатов в стеклообразном состоянии. Такое состояние возникает при переохлаждении жидких расплавов силикатов. Вещества в стеклообразном состоянии не имеют определенной температуры плавления и при нагревании медленно размягчаются и постепенно переходят в жидкое состояние. Состав обычного оконного стекла и стеклянной посуды примерно выражается формулой NajO- СаО- GSiO . [c.270]

В каждом состоянии полимеру свойственен определенный комплекс физикомеханических свойств, поэтому знание температур Гс и Тг является с практической точки зрения чрезвычайно важным. Для производства пластмасс, волокон, лаков требуются полимеры, находящиеся нри комнатной температуре в стеклообразном состоянии для производства ре ни — полимеры, находжцие- [c.252]

Поскольку течение полимера связано с перемещением сегментов пренму-щсственно в одном направлении (в наиравленни действия силы), то непременно произойдет распрямление молекулы, т, е. будет проявляться высокоэластическая деформация. А так как вязкость полимера в вязко-текучем состоянии значительно меньше, чем в высокоэластическом и тем более, стеклообразном состоянии, то высокоэластическая деформация в этом случае будет проявляться наиболее полно. Однако высокоэластическая деформация обратима и ие может представлять собой истинного течения материала. Этим в значительной степени затрудняется определение величины действительно необратимой деформации. Изложенное хорошо иллюстрируется графиком (рис. 87) [c.256]