Стеклообразные и аморфные структуры

Однако с точки зрения физики твердого тела — к истинно твердым относят лишь тела с высокой внутренней упорядоченностью, т. е. кристаллические. Твердые же тела стеклообразной, аморфной структуры считают жидкостями с большой вязкостью, или переохлажденными жидкостями. Аморфное тело, действительно, тем и отличается от кристаллического, что з нем сохраняется структура, соответствующая более высоким температурам (выше температуры плавления), т. е. структура жидкости. [c.81]

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]

Остановимся на некоторых особенностях строения и роста фазовых оксидных слоев. По структуре и свойствам эти слои делят на сплошные (плотные) и пористые. Примером сплошных слоев могут служить пассивирующие слои на тантале, цирконии, алюминии, ниобии. Сплошные слои имеют стеклообразную или аморфную структуру, обладают достаточно большим электрическим сопротивлением и иногда проявляют выпрямляющее действие, проводя ток лишь тогда, когда металл является катодом. Типичным примером пористых слоев могут служить оксидные и гидроксидные слои на кадмии, цинке, магнии. Эти слои имеют кристаллическую структуру и низкое электрическое сопротивление (порядка нескольких омов). Возможно также образование слоев смешанного типа. Так, на алюминии в сернокислых растворах можно наблюдать сплошной слой со стороны металла и пористый со стороны раствора. Кроме того, при поляризации электрода или во времени могут происходить переход одного типа слоя в другой, кристаллизация аморфных слоев, изменение их состава и структуры. [c.368]

Кристаллическое, стеклообразное, аморфное состояния. В подавляющем большинстве случаев твердые тела представляют собой кристаллы. Если в структурном отношении жидкость характеризуется наличием только ближнего порядка, то в кристаллах ближний порядок переходит в дальний, т.е. упорядоченное расположение атомов распространяется на весь объем твердой фазы. С термодинамической точки зрения образование упорядоченной кристаллической структуры энергетически выгодно (ниже температуры плавления), т.е. в этих условиях кристаллическому состоянию отвечает минимум свободной энергии Гиббса. Хотя при понижении температуры энтропия уменьшается (упорядоченность возрастает), но при этом наблюдается значительное уменьшение внутренней энергии (или энтальпии). В результате, как следует из уравнения (VI.5), при образовании кристалла происходит уменьшение свободной энергии (Д(7 < 0). [c.186]

Общий характер механич. поведения конкретного полимерного тела определяется тем, в каком физич. состоянии оно находится. Линейные и разветвленные полимеры могут находиться в трех основных аморфных состояниях — стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем, трехмерные (пространственные, сшитые) полимеры — только в первых двух из этих состояний. Многие полимеры могут также находиться в кристаллическом состоянии, существенной особенностью к-рого является то, что практически всегда в полимерном теле наряду со строго упорядоченными кристаллич. областями сохраняются области с аморфной структурой (поэтому такое состояние наз. также аморфно-кристаллическим, частично кристаллическим или полукристаллическим). Строго кристаллич. состояние реализуется только в полимерных монокристаллах. [c.113]

Чем выше полярность и чем сложнее структура молекул, тем в большей степени процесс агрегации конкурирует с процессом кристаллизации и тем вероятнее направление процесса в сторону перехода в стеклообразное аморфное состояние. [c.59]

Для латексного и суспензионного поливинилхлорида, имеющего аморфную структуру с линейным строением макромолекул, можно выделить три характерные для полимеров зоны 1) стеклообразного состояния 2) высокоэластического состояния и 3) вязкотекучего состояния. Температурные интервалы и характер изменения теплофизических свойств для каждой зоны у рассмотренных видов поливинилхлорида различны. [c.154]

В противоположность переходу в стеклообразное состояние, при котором происходит замораживание аморфной структуры каучука, кристаллизация сопровож- [c.112]

СТЕКЛООБРАЗНЫЕ И АМОРФНЫЕ СТРУКТУРЫ [c.178]

Интерпретация сущности равновесного состояния твердого стекла представляет определенные трудности и потому гипотетична. Наиболее четкую и краткую формулировку вопроса дал П. П. Кобеко, который утверждал, что существуют два равновесия одно, отвечающее аморфной структуре, а другое — кристаллической [9]. В то же время в работе [10] развивается теория, согласно которой стеклообразное состояние вообще неравновесно и, в отличие от состояния переохлажденной жидкости, оно даже не метастабильно и, следовательно, не имеет минимума термодинамического потенциала Z. В стекле замораживается структура, которая может быть равновесной лишь при более высокой температуре, когда вещество еще не отвердело. [c.122]

В твердых полимерах с линейной структурой каждая молекула может входить отдельными своими звеньями в состав кристаллитов, т. е. участков, в которых соседние цепи расположены правильно, параллельно друг другу, тогда как другие ее звенья могут входить в участки аморфной структуры, где отсутствует правильное расположение цепей (рис. 88). Долю объема кристаллитов в общем объеме полимера называют степенью кристалличности полимера. Полимеры с линейной структурой и невысокой степенью кристалличности (аморфные) могут находиться в зависимости от температуры в трех агрегатных состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем (рис. 89). Каждое из этих состояний характеризуется определенными механическими свойствами. В стеклообразном состоянии силы притяжения между молекулами велики все молекулы поэтому занимают и сохраняют определенные положения, а полимер обладает механической прочностью, подобно твердому телу. С понижением температуры возрастает хрупкость. При нагревании полимер переходит в высокоэластическое состояние, существующее только у высокомолекулярных соединений. Важнейшее свойство полимера в этом состоянии — высокая эластичность — способность сильно растягиваться под действием не- [c.257]

Систематические исследования способности пленок из стеклообразных аморфных полимеров поглощать жидкую среду были проведены на полиэтилентерефталате [32]. Объем жидкости, проникающий в структуру крейзов при вытяжке полиэтилентерефталата в алифатических спиртах, может превышать исходный объем пленки в 3 - 4 раза при.относительном удлинении последней на 150 - 250% (рис. 1.3). [c.15]

Еще большее повышение молекулярного веса связано с переходом в область сетчатых или трехмерных структур высокомолекулярных соединений, для которых возможно только стеклообразное аморфное состояние. [c.122]

Однако попытки отдельных авторов рассматривать строение стекла в виде сетки непрерывной аморфной структуры не привели к желаемым результатам, так как такое представление затрудняет объяснение многих свойств стеклообразных систем. [c.18]

В силу особенностей своей структуры наносистемы, как правило, являются термодинамически неравновесными [1, 2, 4]. Обычно, когда речь идет о неравновесном метастабильном состоянии, предполагается, что ему может соответствовать некоторое реально существующее равновесное состояние. Например, метастабильному стеклообразному (аморфному) состоянию соответствует равновесное жидкое состояние [c.14]

Появляются все новые и новые факты, указывающие на существование надмолекулярных структур в стеклообразных аморфных полимерах. [c.26]

Все поликарбонаты после плавления и охлаждения превращаются в прозрачные стеклообразные вещества. Это свидетельствует о том, что полимеры приобретают аморфную структуру. [c.703]

С физической точки зрения стекла - это аморфные тела, получаемые в результате переохлаждения расплава независимо от химического состава. Аморфная структура, являющаяся следствием быстрого роста вязкости расплава при снижении температуры, определяет изотропность свойств стекла (в отличие от анизотропии кристаллов). Процесс постепенного перехода жидкости при охлаждении в твердое стеклообразное состояние называется стеклованием, а температурный интервал, в котором происходит стеклование, - интервалом стеклования. Характеристическая температура, лежащая в средней части этого интервала, называется температурой трансформации или температурой стеклования - Tg. Ниже этой температуры стекло становится хрупким /5/. [c.22]

Таким образом, независимо от способа производства пленок из расплава процесс переработки полимера включает в себя перевод полимера из стеклообразного (аморфного или частично кристаллического) в вязкотекучее состояние и обратно. Схематическое изображение этого цикла па термомеханических кривых (см. рис. 4.5) отвечает перемещению из точки А в точку Б и обратно. Скорость таких переходов, как известно, влияет на тип формирующейся при этом надмолекулярной структуры полимера, которая совместно с его молекулярными характеристи ками определяет комплекс эксплуатационных свойств продукта [c.167]

Рентгеноструктурные исследования показывают, что аморфное состояние подобно жидкому, т. е. характеризуется неполной упорядоченностью взаимного расположения частиц. На рис. 77 приведена структура стеклообразного диоксида кремния. Как видно, упорядоченное взаимное расположение структурных единиц, характерное для кристаллического 5102 (см. рис. 70, в), в стеклообразном 510 2 строго не выдерживается. Вследствие этого отдельные связи между структурными единица-ми неравноценны. Поэтому у аморф- ных тел нет определенной темпера- [c.122]

Подобное же влияние, как было показано автором, оказывают и все разрыхления внутренней структуры, а также и различные нарушения правильной кристаллической структуры. Этим же обусловливается и различие соответствующих свойств вещества в кристаллическом и в аморфном (в частности, в стеклообразном) состояниях. Вещество всегда много более активно (и следовательно, менее устойчиво) в стеклообразном состоянии, чем в кристаллическом, так как обладает более высокими растворимостью, химической активностью и др. [c.358]

Главное различие в прочностных свойствах полимеров с кристаллической и аморфной структурой рассмотрено в 1 и 2 гл. П. На прочность полимеров, кроме того, влияют плотность унаковки—одна из характеристик первичной структуры полимера, определяемая гибкостью (или жесткостью) цепей, и межмолекулярные взаимодействия цепных молекул. Например, по Ла-зуркину рыхло упакованные каучуки (СКБ, СКС) при низких температурах в стеклообразном состоянии обладают лучшими прочностными свойствами, чем плотно упакованные каучуки (НК, бутилкаучук, полихлоропрен). У рыхло упакованных полимеров температурный интервал вынужденной эластичности необычайно широк (около 100 °С), ВТО время как у плотно упакованных полимеров хрупкий разрыв наблюдается лишь на 20—25 С ниже температуры стеклования. Дипольные и водородные межмолекулярные связи повышают хрупкую прочность полимера и поэтому понижают температуру хрупкости. Это особенно четко [c.131]

Мембраны, применяемые для процесса первапорации, представляют собой асимметричные или композиционные мембраны. Как и в случае мембран для газоразделения, пористая под)южка должна иметь открытую пористую структуру для уменьшения сопротивления переносу пара и предотвращения капиллярной конденсации. Существенное требование, предъявляемое к пер-вапорационным мембранам, — это устойчивость материалов мембраны к компонентам разделяемой смеси при повышенных температурах. Сравнительно высокие температуры жидкой смеси необходимы для поддержания достаточно большой движущей силы процесса испарения через мембрану, которой является разность парциальных давлений паров компонентов разделяемой смеси по разные стороны от мембраны. Выбор полимерного материала в значительной мере зависит от того, для решения какой задачи предназначена мембрана. В отличие от газоразделения, при испарении через мембрану эластомеры в результате сильного набухания могут обладать не большими проницаемостями, чем стеклообразные полимеры. К полимеру предъявляются два противоречивых требования. С одной стороны, мембрана не должна набухать слишком сильно во избежание существенного уменьшения селективности. С другой стороны, при низкой растворимости выделяемого компонента в полимере и недостаточном набухании слишком низким оказывается поток вещества через мембрану. Полимеры, имеющие аморфную структуру (стеклообразные полимеры или каучуки), могут оказаться [c.432]

Геохимические явления на Земле связаны с превращениями сложных смесей, часто состоящих из большого числа кристаллических и стеклообразных (аморфных) фаз. Они протекают при очень высоких давлениях и температурах. Последние достижения в методах создания высоких давлений позволяют воспроизводить в лабораториях, условия, близкие соответствующим земному ядру. В последние годы многие ученые, занимающиеся науками о Земле, изучают геохимические циклы элементов, т.е. то, как изменяются химические и физические условия среды для данного элемента по мере протекания таких природных процессов, как кристаллизация, частичное растворение, изменение структуры минералов (метаморфизм) и выветривание. Эти процессы могут привести к концентрации элемента (например, образованию рудных отложений) или его рассеянию. Исследование геохимического цикла углерода дало толчок к возрождению органической геохимии. Изучение стабильности, конформаций и реакций распада ископаемых органических веществ позволило глубже понять природу каменного угля и особенности его состава, а также и других ископаемых органических веществ. Эти ценные знания помогают в поисках новых меторож- [c.191]

С точки зрения молекулярно-кинетических представлений важнейшим процессом, развивающимся антагонистически по отношению к процессу кристаллизации, является процесс ассоциации (агрегации), т. е. процесс образования крупных комплексов вследствие действия межмолекулярных сил. Чем выше полярность и слолснее структура молекул, тем в большей степени процесс агрегации конкурирует с процессом кристаллизации и тем вероятнее направление процесса в сторону перехода в стеклообразное, аморфное состояние. [c.83]

Не все в трактовке вязкоупру гих свойств полимеров, которую предлагает Ферри, является бесспорным. Так, например, многие советские и иностранные исследователи не разделяют точку зрения Ферри относительно определения и классификации структурных состояний полимеров. Аморфные полимеры (линейные и с развитой пространственной структурой) могут находиться в двух структурных состояниях жидком и стеклообразном (понимая структуру в широком с.мысле слова, т. е. учитывая не только взаимное расположение элементов структуры, но и характер нх теплового движения). Кристаллические полимеры. могут находиться в двух структурных состояниях частично кристаллическом и жидком. Высокоэластичное [c.7]

По внешнему виду большинство высокополимерных веществ представляет собою твердые порошки или вещества, подобные каучуку. Созданная в начале 30-х годов нашего столетия Марком и Мейером мицеллярная теория, по которой все полимеры построены из мицелл-кристаллитов, как уже отмечалось, совершенно отвергнута. В настоящее время методами рентгенографического и электронографического структурного анализа установлено, что при комнатной температуре лишь очень немногие, с сравнительно небольшим молекулярным весом, полимеры (такие, как полиэтены и полиамиды) действительно обладают кристаллической решеткой подавляюшая же масса высокополимеров при комнатной температуре обладает не кристаллической, а жидкостной (аморфной) структурой. Это положение экспериментально и теоретически обосновано в работах В. А. Каргина с сотрудниками, которые также показали, что аморфно-жидкие линейные полимеры могут находиться в трех физических состояниях—стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем—и ввели понятие о температурах фазовых переходов для этих состояний. [c.169]

Как это подробно излагалось ранее, все три физических состояния стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее — не связаны с какими-либо фазовыми превращениями в полимерах. Все они соответствуют аморфной структуре вещества с характерным для нее ближним порядком в расположении цепных молекул и их звеньев и не обладают необходимой для возникновения кристаллического состояния наивысщей плотностью упаковки. Это возможно только в том случае, когда будет осуществлена ориентация цепных молекул в целом и всех боковых групп. Процесс ориентации происходит при кристаллизации полимеров он сопровождается фазовым переходом с характерным скачкообразным изменением внутренней энергии и плотности вещества. Эти превращения в случае кристаллизации всегда сопровождаются выделением теплоты кристаллизации. [c.167]

Большая плотность упаковки макромолекул в стеклообразных аморфных полимерах явилась одной из причин, заставившей пересмотреть суш,ествовавшие ранее взгляды на структуру аморфных полимерных тел. Напомним, что аморфное тело рассматривали как систему хаотически перепутанных макромолекул. Однако уже первые расчеты плотности упаковки макромолекул в таких телах показали, что здесь, как и в неполимерных веществах, плотность упаковки очень велика. Если не принимать во внимание реальные (пусть в первом приближении) размеры атомов и форму построенных из них молекул, т. е. представить макромолекулу в виде гладкой длинной нити, то структуру полимерного тела можно с некоторой натяжкой представить подобной войлоку. Но даже беглый взгляд на модель фрагмента макромолекулы (см. рис. 1.15) убеждает в том, что хаотическое переплетение таких образований не дает возможности выполнить принцип наиплотнейшей упаковки , столь хорошо [c.51]

Вода может находиться в трех агрегатных состояниях — газообразном, жидком и твердом. В каждом из этих состояний структура воды неодинакова. В зависимости от состава находящихся в ней веществ вода приобретает новые свойства. Твердое состояние воды также бывает по крайней мере двух типов кристаллическое — лед и некристаллическое — стеклообразное, аморфное (состояние витрификации). При мгновенном замораживании с помощью, например, жидкого азота молекулы не успевают построиться в кристаллическую решетку и вода приобретает твердое стеклообразное состояние. Именно это свойство воды позволяет замораживать без повреждения живые организмы, такие, как одноклеточные водоросли, листочки мха Мтит, состоящие из двух слоев клеток. Замораживание же с образованием кристаллической воды приводит к повреждению клеток. [c.178]