Кристаллизация полимера механическая

Присутствие алифатических заместителей в метиленовых звеньях диаминов и дикарбоновых кислот затрудняет кристаллизацию полимера и ориентацию его макромолекул. Плотность упаковки в полимере нарушается, при этом снижается температура плавления полимера и уменьшается его механическая прочность. Например, температура плавления полиамида, полученного из метиладипиновой кислоты [c.450]

Кристаллизация полимеров приводит к повышению их модуля упругости, твердости, прочности и других механических характеристик. Многие исследователи пытаются связать это со степенью кристалличности. При этом предполагают, что особенности механических свойств определяются главным образом аморфными участками, а кристаллиты в силовом поле или поворачиваются, или разрушаются. Установлено, что своеобразный характер деформации полимеров связан с фазовым превращением, происходящим в силовом поле, т. е. с процессом рекристаллизации. [c.23]

Релаксационные явления имеют место при воздействии на полимер механических и электрических полей, при растворении, набухании и кристаллизации. Особенно большое значение имеют механические релаксационные процессы, в частности ползучесть и упругий гистерезис. [c.26]

При понижении температуры политетрафторэтилена, нагретого выше температуры фазового перехода, происходит обратный процесс —кристаллизация полимера, причем скорость кристаллизации наибольшая около 300° С. Если образец охладить быстро, он не успеет закристаллизоваться. Такой полимер, который называется закаленным , мало содержит кристаллической фазы и более растяжим при низких температурах. Закаленный образец постепенно переходит в кристаллическое твердое состояние. Скорость этого перехода возрастает при приближении к 300° С. Поэтому с точки зрения стабильности механических свойств полимера температура в пределах 300°С для эксплуатации нежелательна. При температуре до 250° С этого явления ввиду малой скорости кристаллизации не наблюдается, поэтому до 250° С политетрафторэтилен можно длительно применять, не опасаясь изменения его физических свойств, связанного с изменением кристалличности. [c.145]

Другой областью применения рентгеновских методов является изучение ориентации и степени упорядоченности макромолекул. Известно, что при различных видах механической обработки, например вытяжке, прессовании, происходит ориентация макромолекул, а в некоторых случаях и кристаллизация полимера. Поэтому большинство готовых изделий (волокна и пленки) обладают текстурой, т. е. определенной ориентацией макромолекул и кристаллитов. [c.107]

Кристаллическое состояние линейного полимера характеризуется дальним порядком в расположении цепей и звеньев. В аморфном состоянии ориентации звеньев беспорядочны, цепи изогнуты в расположении цепей имеется только ближний порядок. Промежуточным является состояние с упорядоченным расположением цепей, но беспорядочными ориентациями звеньев (рис. IV. 16), Кристаллические полимеры обладают регулярной плотнейшей упаковкой цепей, аморфные — случайной плотнейшей. При кристаллизации жидкого полимера цепи должны вытянуться и выстроиться параллельно друг другу. Однако увеличение вязкости с понижением температуры затрудняет этот процесс. Система может заморозиться в неупорядоченном состоянии, в особенности, если охлаждение происходит быстро, так что цепи не успевают перестраиваться. Так, натуральный каучук легко кристаллизуется при —25°С. но, будучи быстро охлажден до —50°С или ниже, сохраняется в аморфном состоянии. Кристаллизации способствует механическое растяжение полимера, которое приводит к вытягиванию цепей. [c.196]

Прочностные характеристики пластмасс, способность к переработке, стойкость к растрескиванию и другие свойства определяются не только составом и строением молекулярной цепи, но и надмолекулярной структурой полимеров. При плавлении полимеров в них сохраняются надмолекулярные образования, которые могут разрушаться при воздействии на расплав механических напряжений, вызывающих его течение. Это вызывает нестабильность свойств, в частности вязкости расплавов. В то же время при течении расплава происходит ориентация макромолекул, которая может вызвать механическое стеклование (кристаллизацию) полимера, т. е. материал потеряет текучесть. [c.274]

Кристаллизация приводит к значительным изменениям пло+но-сти, теплопроводности, растворимости, теплоемкости и других физических свойств полимеров [40]. Особенно велико влияние кристаллизации на механические свойства (она, как правило, улучшает их в частности, наиболее прочные каучуки — те, которые способны кристаллизоваться при растяжении), выражаюш,ееся обычно в возрастании модуля упругости, твердости, прочности ща разрыв и жесткости, снижения прочности на удар, разрывного удлинения и эластичности. [c.452]

Связь между влиянием скорости деформации и температуры на напряжения, развивающиеся при растяжении натурального каучука так же, как и синтетических каучуков, описывается с помощью принципа температурно-временной суперпозиции только в том случае, когда при деформации ие происходит кристаллизации полимера. При отсутствии кристаллизации напряжения могут быть представлены в виде произведения динамического модуля и некоторой деформационной функции. Полученные экспериментальные результаты подтверждают применимость принципа суперпозиции вязкоупругих эффектов, но для области убывающих деформаций теоретически рассчитанные напряжения оказываются выше, а механические потери за цикл деформации ниже, чем определенные экспериментально. Хорошее соответствие теории и эксперимента наблюдается только в области высоких скоростей деформации и низких температур. [c.204]

При рассмотрении влияния ориентации и кристаллизации на механические свойства полимеров следует подчеркнуть, что предельной ориентации в принципе можно достичь как для кристаллизующихся, так и для некристаллизующихся аморфных полимеров. В последнем случае цепные молекулы будут сдвинуты относительно друг друга вдоль оси ориентации, в то время как элементы структуры могут быть по-разному повернуты относительно этой оси. [c.178]

В этой связи важное значение приобретают задачи регулирования структуры полимерных материалов в процессе переработки и формовании изделий па их основе с целью получения материалов с оптимальными механическими свойствами. Действенными методами, влияющими на кристаллизацию полимеров и характер самих структур, являются хорошо известные приемы термической обработки кристаллизующихся полимеров, химическая модификация (прививка) [1—3], введение гетерогенных зародышей [4—6] и, в меньшей степени, пластификация [7]. [c.391]

Одна из простейших конформаций — полностью вытянутая макромолекула но такая форма реализуется достаточно редко, например, при кристаллизации полимеров в поле механических сил. С другой стороны, если изолированную макромолекулу поместить в вакуум, то из-за когезии между звеньями цепь выпадает на себя , образуя очень компактные и плотные глобулы. [c.12]

Зависимость скорости кристаллизации от молекулярной массы позволяет предположить, что в процессе кристаллизации может происходить фракционирование по молекулярным массам. Это предположение было экспериментально подтверждено результатами исследования кристаллизации полимеров из расплава [27, 28]. Таким образом, следует ожидать значительного влияния явления фракционирования на характер кристаллизации, а также различные (в особенности механические) свойства полимеров. [c.266]

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]

Для исследования кристаллизации каучуков и резин можно применять методы, разработанные для исследования кристаллизации полимеров и низкомолекулярных веществ. Условно эти методы можно разбить на две группы структурно-физические и механические методы последние находят особенно широкое применение для эластомеров. [c.57]

Наконец, говоря о тонкой структуре студней, нельзя не коснуться вопроса о таких системах, в которых одновременно с образованием двухфазных студней с аморфным расслоением или вслед за этим процессом протекает кристаллизация полимера. Здесь структура крайне усложнена, а соответственно сложен и анализ связанных с ней механических свойств подобных систем. [c.253]

Второй способ вытяжки — двухосная вытяжка — позволяет получать пленки с повышенными прочностными показателями в двух взаимно перпендикулярных направлениях [16]. Прочность и деформируемость двухосно-ориентированных пленок могут быть близки или сушественно различаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что связано с условиями вытяжки. Если пленкообразующий полимер способен кристаллизоваться, то аморфную пленку после вытяжки нагревают в механическом поле до температур, превышающих температуру стеклования, при этом происходит кристаллизация полимера. Это еще в большей степени улучшает весь комплекс механических свойств пленок и, кроме того, уменьшает усадку в процессе эксплуатации. [c.25]

Порошок пентапласта наносят на поверхность методом газопламенного, вихревого и электростатического напыления. Температура оплавления покрытия 270—320 °С. Охлаждение покрытий производят закалкой в холодной воде, чтобы уменьшить кристаллизацию полимера и обеспечить улучшенную адгезию к металлу. Покрытия из пентапласта обладают высокой химической стойкостью, твердостью, низкими коэффициентом трения, высокими механическими и электроизоляционными свойствами, негорючи, выдерживают длительную эксплуатацию при 120 °С, а в отсутствие кислорода и до 140—150°С о. [c.318]

Соотношение кристаллической и аморфной областей в кристаллических полимерах нри температурах ниже Г л. и температурах, когда полимер полностью состоит из кристаллитов, является непрерывной функцией температуры. В этом интервале каждой температуре соответствует свое соотношение кристаллической и аморфной областей. Процессы кристаллизации и частичного плавления кристаллитов являются кинетическими процессами, вследствие чего при резком изменении температуры (например, при ее понижении) происходит процесс закалки полимера, т. е. фиксируется соотношение кристаллических и аморфных областей, которое соответствовало высокой температуре. Такое неравновесное состояние структуры полимера может быть приведено к равновесному или к какому-то промежуточному состоянию посредством отпуска — медленного нагревания полимера. Механические свойства и удельный объем полимеров, обогащенных или обедненных кристаллической областью, значительно различаются. [c.18]

При переработке полипропилена в пленку методом экструзии с раздуванием течение и кристаллизация полимера происходят в таких условиях, когда полимер подвергается одновременно механической вытяжке в продольном направлении к движению расплава и раздуву воздухом в поперечном направлении. Испытание экструзионных пленок на разрушение при низких температурах показало, что морозостойкость пленок, полученных при оптимальных режимах, находится в пределах от —40 до —60°С, в то время как морозостойкость исходного полипропилена от —15 до —25°С. [c.44]

Кристаллизация полимеров существенно изменяет и механические свойства их в заданных температурных условиях главным образом в направлении существенного повышения разрывной прочности и уменьшения разрывного удлинения. Это очень хорошо иллюстрируется на примере пленок, полу- 20 ченных из расплава полиэтилентерефталата — кристаллизующегося про- 10 дукта, динамометрические кривые которого показаны на рис. 39. [c.185]

Несколько особняком в группе устоявшихся проблем стоят вопросы, связанные с принципиальными различиями в поведении жейтко- и гибкоцепных полимеров. Можно считать установленным существование критериального параметра гибкости цепей f, хотя о его точном численном значении можно спорить. В равной мере — и здесь наиболее отчетливо проявляется (для круга рассмотренных проблем — ср. Заключение к гл. VI) вмешательство кинетики в термодинамику — можно считать установленным, что параметр гибкости способен изменяться под действием механических или иных внешних полей, после чего поначалу гибкоцепная система начинает вести себя наподобие жесткоцепной, и наоборот. В этом состоит принцип эквивалентности термокинетики, сводящий кристаллизацию полимеров к теории Флори, играющей в данном случае роль леммы [22]. [c.283]

Процессу кристаллизации способствует механическое растяжение полимера, направляющее ориентацию цепей. Следует отметить, что образование пачек, состоящих из ориентированных цепей, обычно не является фазовым переходом, поскольку при этом не происходит разрыва непрерывности функций и отсутствует скрытая теплота перехода. Пачки не обладают ближним порядком (нет ориентации звеньев) при наличии дальнего (ориентация цепей). В дальнейшем, при регулярном строении полимера, пачки могут сращиваться, образуя плоские ленты. Наслоение лент приводит к образованию трехмерных структур — сферо-литов, превращающихся далее в кристаллы (фазовый переход). [c.308]

Новый полимер в настоящее время вырабатывается на полузаводской установке фирмы Геркулес и выпускается под маркой пептон [92]. Особенность структуры этого нового полимера заключается в том, что хлорметиль-ные группы в нем связаны с атомом углерода, у которого нет незамещенных водородных атомов, поэтому исключается возможность образования хлористого водорода при повышенной температуре. Кроме того, через каждые три углеродных атома в цепи макромолекул пептона имеется атом кислорода. Это заметно повышает гибкость макромолекул, что внешне выражается в повышении эластичности полимера. Одпако это не ухудшает теплостойкости материала, не снижает его механической прочности и не придает ему хладотекучести, так как строго симметричная структура звеньев способствует кристаллизации полимера. Выше температуры плавления полимер приобретает высокую текучесть, позволяющую формовать из него изделия любой сложности. При охлаждении наблюдается сравнительно малая усадка пептона, что облегчает формование изделий строго заданных размеров. [c.800]

Можно найти большое количество примеров, в которых кристаллизация материала происходит по принципу фракционирования кристаллизация полимеров с разным молекулярным весом из расплава, некоторых металлических сплавов, компоненты которых не могут растворяться в кристаллических решетках друг друга и образуют механические смеси, где каждый компонент кристаллизуется самостоятельно и образует собственные зерна образование зон Гинье - Престона при искусственном и естественном старении алюминиевых сплавов. [c.36]

Механические свойства растянутых полимерных пленок существенно зависят от степени ориентации полимерных цепей и процесса кристаллизации [508, с. 590]. Кристаллизация полимера в первичных структурных образованиях с сохранением прозрачности пленок была доказана рентгеноструктурным анализом двухоснорастянутых пленок и определением температурной зависимости диэлектрических потерь. [c.190]

Детальному исследованию процессов высокотемпературной вытяжки и кристаллизации волокон из поли-ж-фениленизофталамида, поли-4,4 -дифениленоксид-терефталамида и сополиамидов посвящены работы [102, 103]. Отмечен общий бимодальный характер зависимости прочности волокон от температуры термической вытяжки. Это означает, что на кривой зависимости прочности волокон от температуры вытягивания имеется два максимума прочности. Для волокон из поли-ж-фениленизофталамида в первой зоне вытяжки (220—260 °С) наблюдается заметное упрочнение волокна, сопровождающееся возрастанием максимальной кратности вытяжки. Поскольку данный температурный интервал лежит ниже температуры размягчения полимера, можно предположить, что вытягивание в первой зоне происходит в области вынужденной высокоэластичности полимера. Вытягивание во второй зоне (260—300 °С), несмотря на увеличение максимальной кратности вытягивания, приводит к уменьшению прочности и увеличению разрывного удлинения. В этой зоне вытягивание происходит в режиме истинной высокоэластичности и сопровождается интенсивными релаксационными процессами, приводящими к дезориентации макромолекул в аморфных областях и к снижению прочности. В третьей зоне (300—360 °С) происходит упрочнение волокна при снижении кратности вытяжки. В этой области, по-видимому, ориентация сопровождается интенсивной кристаллизацией полимера. При этом релаксационные процессы играют заметную роль, так как прочность увеличивается незначительно. В четвертой зоне, при температурах выше 360 °С, наблюдаются процессы необратимой деформации вязкого течения в термической деструкции, вследствие чего физико-механические свойства волокна ухудшаются. В результате двухстадийной термовытяжки при 260 и 360 °С удалось затормозить релаксационные процессы и получить волокна из поли-ж-фениленизофталамида с удовлетворительной прочностью около 50 гс/текс. [c.185]

В заключение следует сделать одно замечание относительно изменения свойств системы, в которой совср-шается переход от аморфного равновесия к кристаллическому. При распаде раствора на две фазы первоначально образуется студень, обладающий свойственными ему характеристиками высокой обратимой деформацией и достаточно высокой механической прочностью. По мере кристаллизации полимера в фазе //, определяющей механические свойства студня, ироисходит постепенное превращение упругого студня в относительно легко, деформируемую пластическую пасту, которая разрушается под действием даже слабых внешних нагрузок. На [c.117]

Вторым, также известным, методом структурной модификации полимеров явилось осуш,ествление процессов их кристаллизации, который принял широкие масштабы в результате больших успехов в развитии синтетической химии полимеров. Работы В. А. Каргина также сыграли и в этой области супз,ествепную роль, как в части изучения самого механизма кристаллизации полимеров и морфологии кристаллических образований, так и в части установления связи между характеристиками кристаллических структур и физико-механическими свойствами кристаллических полимерных тел. [c.13]

При проведении полимеризации этилена в присутствии катализаторов Циглера в условиях интенсивного перемешивания в среде растворителя Менли с сотр. [13] обнаружил возникновение фибриллярных осадков. По мнению этих исследователей, эти структуры непрерывно образуются в ходе полимеризации по механизму спирального роста, однако в данном случае, естественно, необходимо принимать во внимание наличие внешних механических сил, действующих на систему. Это позволяет провести аналогию с условиями получения структур типа шиш-кебаб из растворов, которые подвергались либо интенсивному перемешиванию при кристаллизации полимера, либо же сдвиговым напряжениям. Заметим, что впоследствии сам Менли [30] пришел к выводу о необходимости сопоставления этих результатов с результатами исследования структур, полученных кристаллизацией из перемешиваемых растворов. [c.278]

Недавно Келлер и Мэчин [5] обобщили известные работы но кристаллизации полимеров, происходящей при течении расплавов, объединив факты, до того казавшиеся весьма разнородными. Они показали, что во всех известных случаях (включая такие крайние варианты, как кристаллизация натурального каучука при растяжении и расплава полиэтилена при течении) имеет место один и тот же первичный процесс линейного зародышеобразования. Они высказали предположение, что этот процесс обусловлен особенностями строения полимера, а не присутствием инородных включений. Первичный акт зародышеобразования, согласно их представлениям, состоит в механическом распрямлении молекулярных цепей. [c.122]

Козлов и сотр. исследовали влияние механических воздействий на ускорение структурных превращений в поликарбонате диана. Были сняты термомеханические кривые зависимости деформации от температуры при вибрационной деформации сжатия в интервале температур 20—230° С и в интервале частот 1400—0,14 колебаний в минуту. Оказалось, что при частоте 140 колебаний в минуту образец остается практически неде-формируемым вплоть до перехода в вязкотекучее состояние. При уменьшении частоты воздействия силы поликарбонат диана обнаруживает свойства, типичные высокомолекулярным аморфным полимерам появляется область высокоэластичного состояния. При частоте 0,14 колебаний в минуту в области температур 160° С наблюдается кристаллизация полимера. Проведено электрономикроскопическое исследование пленок поликарбоната диана, полученных при различных режимах, и установлено наличие в них морфологических структур, сферолитов, фибрилл и ламеллей. При медленном испарении 1 % раствора поликарбоната в метиленхлориде образуются сферолиты диаметром до 100 мк. При охлаждении растворов поликарбонатов в бензоле, толуоле или п-ксилоле сначала образуются бесструктурные волокна, а затем жгуты . С увеличением молекулярного веса поликарбоната от 11000 до 175000 возрастает [c.254]

При омылении около 70% от общего количества ацетильных групп получается частично омыленный поливинилацетат, растворимый в воде. Для производства прочных волокон требуется поливиниловый снирт, содержащий менее 0,5% ацетильных групп. При наличии повышенного количества таких групп, так же как и небольшого числа разветвлений в макромолекуле поливинилового спирта, затрудняется кристаллизация полимера и ориентация макромолекул в процессе вытягивания, а тем самым и полученпе волокна с высокими механическими свойствами. [c.236]

ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРОВ — способность полимеров сохранять при повышенных темп-рах твердость, необходимую для эксплуатации изготовленных из них изделий. У стеклообразных полимеров теплостойкость определяется темп-рой стекловання (см. Стеклование полимеров, Механические свойства поли.меров) и зависит от величины и скорости приложения механич. воздействий. Увеличенпе длительности воздействия и величины напряжения вызывает снижение теплостойкости. При переменных напряжениях теплостойкость повышается с увеличением частоты воздействий. У кристаллич. полимеров теплостойкость определяется темн-рой, нри к-рой еще сохраняется его кристаллич. состояние (см. Структуры над.чолекулярные полимеров. Кристаллическое состояние полимеров), и зависит от глубины и условий кристаллизации. Теплостойкость любых твердых полимеров снижается нри пластификации и несколько увеличивается при введении наполнителей. [c.38]

Это приводит, во-первых, к малым скоростям установления равновесия (большие индукционные периоды) и, во-вторых, что является наиболее характерным, к малой вероятности механического разделения фаз и соответственно к образованию сплошной сетки макромолекул, взаимосвязанных локальными кристаллитами, как это схематически показано па рис. 11.2. Вообще даже при обычной кристаллизации полимеров одна и та же макромолекула входит одновременно в несколько кристаллических доменов, образуя так называемые проходные цепи. В случае локальной регулярности звеньев в цепи размеры таких проходных цепей оказываются столь большими, что они образуют пространствеппую молекулярную сетку. [c.46]

Таким образом, кристаллизация изменяет механические войства полимера, делает его более твердым. Прочность за- фисталлизованных полимеров также намного В1,ш1е прочности аморфных полимеров. [c.97]

Низкая температура стеклования полиэтилена низкой плотности (далее он именуется просто полиэтиленом), высокое содержание аморфной части способствуют сравнительно легкому получению расплава при температуре, не намного превышающей температуру плавления полимера. Вязкость расплава при этой температуре обеспечивает формоустойчивость заготовки по выходе из головки и в то же время допускает значительную деформацию при формировании рукава пневмораздувом. Благодаря ориентации элементов структуры при вытяжке пленки и охлаждению рукава происходит быстрая кристаллизация полимера, в результате которой стабилизируются форма и размеры рукавной пленки. Механические свойства рукавной пленки из полиэтилена низкой плотности выше, чем у пленки, по лученной плоскощелевым способом. [c.132]