О механических свойствах аморфных полимеров

Температурная зависимость механических свойств аморфных полимеров выше может быть описана так называемой функцией приведения ат- Эта величина представляет собой отношение времени релаксации при некоторой температуре Т ко времени релаксации при температуре Т> Т > Т , т.е. [c.139]

Пачечная модель оказалась весьма плодотворной не только для объяснения целого комплекса физико-механических свойств аморфных полимеров, которые невозможно было понять в рамках прежних моделей, но и для установления новых структурных подходов к модификации свойств полимеров, что будет изложено далее. [c.7]

На основании экспериментальных данных, полученных в последнее время различными авторами, было сделано предположение о том, что существующие представления о структуре аморфных полимеров в виде хаотически перепутанных, изогнутых цепей не соответствуют реальной структуре аморфных полимеров. Каргин, Китайгородский и Слонимский [1] считают, что молекулярное расположение цепей в аморфных полимерах может быть построено, как правило, либо из развернутых цепей, собранных в пачки, либо из свернутых на себя глобу,11. Особенности физических и механических свойств аморфных полимеров могут быть легко объяснены исходя из такой модели. [c.120]

Рассмотрим некоторые характеристики механических свойств аморфных полимеров, определяемые протеканием релаксационных процессов. К ним прежде всего следует отнести явление упругого последействия (ползучести) и упругого гистерезиса полимеров. [c.373]

Однако еще в сравнительно ранних работах по модификации свойств полимеров химическими методами, было показано, что в зависимости от физического состояния, в котором находится полимер н процессе его модификации, механические свойства оказываются различными и уже тогда впервые были получены данные, косвенно свидетельствовавшие о том, что не только в кристаллическом, но и в аморфном состоянии полимеры не являются физически однородными телами, так как механические свойства аморфных полимеров зависят от агрегации макромолекул, заметно изменяющейся <5 температурой. [c.232]

Температурные области переходов состояний у разных веществ могут сильно различаться между собой. По этой причине при комнатной температуре механические свойства аморфных полимеров представляют значительное разнообразие. [c.213]

Таким образом, при сопоставлении механических свойств аморфных полимеров необходимо учитывать как их химическое строение, так и тип надмолекулярной структуры, который в некоторых случаях может оказывать решающее влияние на показатели хрупкости (удельная ударная вязкость, относительное удлинение при разрыве и т. д.). [c.70]

Упорядоченность во взаимном расположении полимерных молекул и высокая степень регулярности построения цепи приводят к ухудшению приспосабливаемости макромолекул к поверхности и взаимодействия с нею. В работе [563] была рассмотрена роль гибкости молекулярных цепей каучука в усилении сажей на основе представлений об изменении конформации цепей при смачивании полимером твердой поверхности. При этом было найдено, что усиление тем более заметно, чем. выше гибкость цепи и чем больше, следовательно, ее контактов с поверхностью может быть реализовано. Проведенные термомеханические исследования свойств наполненных аморфных и кристаллических образцов полистирола также показали, что при введении наполнителя изменения свойств кристаллического полимера менее заметны, чем аморфного того же химического строения. Таким образом, взаимодействие с поверхностью и адгезия зависят не только от химической природы полимера и наполнителя, но и от степени регулярности цепи и молекулярной упорядоченности полимера в надмолекулярных образованиях. Взаимодействие этих образований с поверхностью и их взаимное расположение — весьма важные факторы, определяющие физико-химические и физико-механические свойства наполненного полимера. [c.284]

Рис. 89. Механические свойства аморфных полимеров в различных агрегатных состояниях.

Улучшение механических свойств аморфных полимеров также связано с созданием оптимальной структуры. Например, структура получаемого поливинилхлорида имеет ярко выраженный глобулярный характер. Полимер с такой структурой не может обеспечить высокую механическую прочность, необходимую для конструкционных изделий. Создавая определенные условия переработки поливинилхлорида (температура, напряжения сдвига, пластификация), можно осуществить преобразование глобулярной структуры в фибриллярную. При этом механическая прочность поливинилхлорида возрастает. [c.7]

Физико-механические свойства аморфных полимеров [c.259]

При изучении зависимости свойств вязкоупругих материалов от скорости приложения нагрузки и температур возник важный экспериментальный метод, который позволяет получить данные для очень широкого диапазона этих параметров [1, 2, 3]. Основой принципа температурно-временной суперпозиции явилось правило влияние температуры на свойства аналогично действию времени приложения нагрузки. Любой показатель реологических свойств вязкоупругих тел, определенный при какой-либо температуре Т и скорости приложения нагрузки ш, меняет свое значение при изменении температуры до Т1 или времени до 0)1. Причем степень его отклонения может быть одинакова, независимо от того, за счет температуры или времени действия нагрузки произошло это изменение. Ферри с сотрудниками [11 показали, что зависимость всех механических и электрических свойств аморфных полимеров выше их температуры стеклования То может быть описана одной эмпирической функцией a , которая представляет собой отношение значений времени релаксации или вязкостей при температуре Т к Тв [c.67]

Технические и физико-механические свойства аморфных полимеров, как показали исследования, существенно связаны со [c.44]

Влияние ориентации на механические свойства аморфных полимеров [c.43]

Из низкомолекулярных веществ можно получить образцы, закристаллизованные практически на 100 %. Полимеры не способны закристаллизоваться полностью. В них области высокой упорядоченности (кристаллические области) всегда сосуществуют с областями меньшей упорядоченности, т. е. с аморфными областями (см. гл. VI). Последние играют важную роль при формировании всего комплекса физико-механических свойств кристаллического полимера. Поэтому кристаллические полимеры иногда называют частично кристаллическими. Доля кристаллических областей для разных полимеров может колебаться в весьма широких пределах (чаще всего от 20 до 80%). Из-за высокого содержания аморфных областей понятие температура стеклования сохраняет определенный физический смысл и для кристаллических полимеров. [c.158]

Согласно этой формуле, чем меньше и и чем больше температура, тем вероятнее перегруппировка макромолекул, тем эластичнее полимер. Если же значение и велико, а температура мала, то цепные макромолекулы проявляют себя как жесткие системы. Структурными единицами, из которых образуются полимеры, являются пачки, состоящие из большого числа цепных макромолекул. В зависимости от степени упорядоченности молекул в пачках полимеры могут существовать в кристаллическом и трех аморфных (стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем) состояниях. Каждое из них определяется комплексом физико-механических свойств, связанных со структурой и прочностью связей вдоль молекулярной цепи и между цепями. Кристаллические полимеры упруги, им присущи анизотропные свойства аморфные полимеры эластичны и изотропны. [c.319]

Однако и эта модель не дает точного количественного описания релаксационных процессов в полимере. Полнее описывает свойства аморфных полимеров еще более сложная обобщенная механическая [c.98]

Речь идет о температуре стеклования, коэффициенте объемного расширения и других аналогичных свойствах аморфных полимеров. Механические свойства даже в пределах аморфного состояния могут зависеть от надмолекулярной структуры более существенно. [c.7]

Наблюдан)щиеся особенности свойств кристаллических полимеров принято объяснять наличием в них аморфной фазы, хотя принципиально возможно, что эти особенности связаны с иным строением кристаллов высокополимерных веществ. Этот важный вопрос практически никогда не рассматривался и был обсужден лишь в последнее время [2—8]. Более того, при рассмотрении механических свойств кристаллических полимеров кристаллической фазе обычно отводится второстепенное место, так как считается, что кристаллические полимеры двухфазны, причем определяющей механические свойства является аморфная фаза, способная кристаллизоваться при деформации. Одна]<о совсем недавно [2—6, 9] высказана противоположная точка зрения, состоящая в том, что основную роль при деформации кристаллических полимеров играют кристаллы полимеров. Поэтому необходимо подвергнуть анализу накопившиеся фактические данные о кристаллах полимеров и установить, какая из этих точек зрения подтверждается опытом. Необходимо также выделить те теоретические и экспериментальные вопросы, разрешение которых позволит подойти к построению теории физических свойств кристаллических полимеров. [c.78]

Механизм холодной вытяжки был предметом обсуждения в ряде работ. Следует отметить, что кристаллический полимер почти всегда рассматривается как двухфазная система, причем обычно кристаллической фазе отводится пассивная роль наполнителя, лишь упрочняющего систему. Холодную вытяжку обп.ясняют деформацией аморфных областей кристаллического полимера, протекающей в двухфазной системе, вследствие чего кристаллики полимера при этом либо поворачиваются, либо разрушаются [14, 15, 44, 45]. Существует также представление о существенном влиянии па механические свойства кристаллических полимеров вторичных кристаллических образований — сферолитов [44, 46], разрушающихся при деформации. Это представление не может, однако, дать объяснение многократной холодной вытяжке, а потому должно быть признано ошибочным. [c.84]

Итак, интерпретация морфологии сферолитов блочных полимеров в настоящее время возможна только в ограниченных пределах и касается главным образом сферолитов, состоящих из пластинчатых фибрилл. Эти последние встречаются наиболее часто у полимеров с высокой кристалличностью, имеющих, к сожалению, много деталей, которые исследователи надеялись изучать с помощью электронной микроскопии, но безуспешно, так как пока еще нельзя ясно различать небольшие области аморфного или неупорядоченного полимера, ограничивающие и таким образом очерчивающие индивидуальные кристаллиты. Тем не менее достигнут значительный прогресс, а многие остававшиеся нерешенными проблемы теперь определены более ясно, чем когда-либо до сих пор. Мы уверены, что дальнейшая работа в этой интересной области исследований приведет к правильному пониманию основных физических и механических свойств полукристаллических полимеров. [c.469]

В результате исследования установлено, что все изученные аморфные полимеры после облучения обладают более высокими физико-механиче-скими свойствами, если они были предварительно ориентированы, причем эти свойства тем лучше, чем выше степень ориентации. Изменение физико-механических свойств ориентированных полимеров (в том числе и частично сшитых) происходит при более высоких дозах облучения, чем неориентированных. [c.365]

Таким образом, в понятие стеклообразное состояние вкладывается различный физический смысл в зависимости от того, рассматриваются механические свойства или структура полимера. По механическим свойствам аморфные полимеры могут находиться в трех состояниях вязкотекучем, высокоэластическом и стеклообразном, а по структурным — в двух жидком и твердом (стеклообраз- [c.46]

Физико-механические свойства аморфных полимеров зависят от температуры, оказываюш,ей влияние на взаимосвязь между молекулярными цепями и на их подвижность. Определенному температурному интервалу соответствует характерное физическое состояние полимера. У аморфных полимеров различают три таких состояния стеклообразное, в ы с о к о э л а с т и ч е- [c.16]

Таким образом, термические напряжения и обусловленное ими разрушение полимера связаны с термическими коэффициентами расширения и механическими свойствами полимера. В этом кратко.м разделе мы не можем подробно расс.мотреть разрушение и деформацию эпоксидных полимеров, тем более, что механические свойства аморфных полимеров подробно описаны в ряде монографий [I, 71, 72, 73]. Между разрушением и деформированием линейных и трехмерных стеклообразных полимеров с феноменологической точки зрения нет принципиальных различий [1, 74], что дает воз.можность использовать прн изучении внутренних напряжений и растрескивания весь математический аппарат, разработанный в механике полимеров для описания дефоомиоованпя. релаксации наисяжения и разрушения. Для расчета произведения гАа из свойств полимера необходимы, как уже указывалось, значения нерелаксирующего модуля а зависимости от температуры, которые имеются для очень малого числа полимеров. Для описанных выше полимеров была проведена проверка возможности такого расчета и получено удовлетворительное совпадение с экспериментом [101]. [c.77]

Различен механизм ориентации и дезориентации для таких полимеров. У аморфных полимеров эти процессы происходят непрерывно, а у кристаллических заметны скачкообразные изменения. Например, ориентированный кристаллический полимер устойчив до температур, при которых ориентированная кристаллическая структура разрушается у аморфных полимеров повышение температур приводит к увеличиваюшейся дезориентации. Набухание вызывает непрерывное изменение степени ориентации, а также соответствующих механических свойств аморфных полимеров. Для кристаллических полимеров при малых количествах пластификаторов оно не проявляется заметно. [c.31]

Примечание. Физико-механические свойства аморфных полимеров (тепловое расширение, теплоемкость, теплопроводность, показатель преломления, диэлектрические потери, хрупкость и др.) существенно изменяются в температурном интервале, называемом областью стеклования (резкое изменение свойств происходит при температуре стеклования Т ). В области стеклования при повышении температуры полимер размягчается и, пройдя через 7 ., переходит из стеклообразного состояния (для материалов характерны жесткость и хрупкость) в эластичное (характерные свойства эластичность, мягкость, каучукоподобность) при понижении температуры происходит стеклование полимера, и. пройдя через Гс>°и теряет каучукоподобные свойства, становится стеклообразным. [c.209]

Механические свойства аморфных полимеров в высокоэластическом состоянии имеют целый ряд характерных особенностей 1) способность к очень больн1им деформациям до наступления разрыва 2) чрезвычайная упругость этих деформаций 3) малая сжимаемость материала. [c.577]

Известно, что механические свойства аморфных полимеров зависят от их молекулярной массы. В работах [4, 5] изучена долго-веяность блочного и литьевого (дакрцл-2М) ПММА органических стекол с различной молекулярной массой. Перед испытанием образцы отжигали для снятия остаточных напряжений при температурах на 15—20 °С вышеТс. Образцы литьевого материала подвер- [c.19]

Механические свойства кристаллизующихся полимеров тесно связаны с молекулярной структурой п температурно-силовыми условиями испытаний. Основное отличие этих материалов от аморфных заключается в том, что при их растяжении (так же, как и при растяжении пластической стали) образуется шейка. Ио в отличие от пластичных металлов шейка по мере растяжения прорастает через весь образец. В шейке происходит скачкообразное, ступенчатое разрушение кристаллической структуры и образование новых вытянутых и ориентированных вдоль действия силы структур. При этом в первоначально изотропном материале возникает анизотропия — резкое различие свойств вдоль паправлепия нагрузки и во взаимно иерпепдикулярпых паправлениях. Такая картина может повторяться, если провести растяжение об- [c.50]

При нагревании или охлаждении один и тот же полимер может переходить из одного физического состояния в другое. Например, полиизобутилеи при комнатной температуре находится в высокоэластическом состоянии, но при нагревании может быть переведен в вязкотекучее, а при охлаждении — в стеклообразное. Все три физических состояния аморфных полимеров необходимо строго отличать от фазовых состояний — кристаллического и жидкого, В зависимосри от температуры и условий механического воздействия аморфный полимер всегда пребывает в одном из физических состояний и способен переходить из одного состояния в другое без скачкообразных изменений термодинамических свойств. Следовательно, во всех физических состояниях аморфного полимера его фазовое состояние будет одним и тем же, т. е. он является жидкой фазой. [c.383]

В первом случае частицы наполнителя играют ту же роль, что кристаллиты в кристалло-аморфных полимерах, способствуя образованию суперсетки , во многом определяющей механические свойства наполненного полимера. Более того, например сажевые частицы сами способны к образованию разветвленных цепных структур, т. е. своего рода сверхполимера в полимере . [c.46]

В настоящее время курсы физики и механики полимеров, а чаще всего их разделы, читаются студентам и аспирантам на физических и химических факультетах университетов, педагогических институтов и во многих технических вузах страны. Пожалуй, первыми неофициальными учебными пособиями по физике и механике полимеров были книга П. П. Кобеко Аморфные вещества [32] и книга Л. Трелоара Физика упругости каучука [77]. Затем были опубликованы книга В. А. Каргина и Г. Л. Слонимского Краткие очерки по физи-ко-химии полимеров [29], написанная ведущими учеными по химии и физике полимеров в СССР, и переведенная с английского книга известного специалиста А. Тобольского Свойства и структура полимеров [76]. Они отражают второй этап развития физики и механики полимеров. Третий этап представлен как книгами, близкими по изложению к учебным пособиям, так и книгой авторов Курс физики полимеров [8], являющейся официальным учебным пособием для вузов. Среди книг близких к учебным пособиям можно назвать книги, издан-ны е в период 1,975—1978 гг. И. Уорда Механические свойства твердых полимеров [82], Д. В. Ван Кревелеиа Свойства и химическое строение полимеров [17], Г. В. Виноградова и А. Я. Малкина Реология полимеров [18], И. И. Перепечко Введение в физику полимеров [56]. Примерно в это же время изданы в СССР учебные пособия по полимерам для других специальностей В. Е. Гуля и В. И. Кулезнева Структура и механические свойства полимеров [23] и А. А. Тагера Физикохимия полимеров [72]. В этих учебных пособиях больше внимания уделе.чо структуре и свойствам растворов и смесей полимеров. [c.8]

Ферри И сотр, показали, что температурная зависимость всех механических и электрических свойств аморфных полимеров выше их температур стеклования может быть описана одной эмпирической функцией ат, котора51 представляет собой отношение значений времен релаксации при температуре Т н некоторой темпера туре /о [c.174]

Г. А. Патрикеев признает также определяющее влияние надмолекулярных структур на механические свойства аморфных и кристаллических полимеров [601, с. 636]. Установлена глубокая перестройка надмолекулярных структур при деформациях, характеризующаяся локальными напряжениями, микроразрыхлениями, образованием микрошеек, расслоениями и разрывами. Наблюдались значительные расхождения в свойствах и степени деформации надмолекулярных структур и образца в целом. [c.252]

Значительное влияние на динамические механические свойства кристаллических полимеров оказывает релаксационный процесс, обусловленный стеклованием аморфной прослойки ( а-релаксация). В сильно закристаллизованных полимерах этот релаксационный процесс вы-роладается, и на температурных зависимостях G, G" и tgo в этом случае он практически не наблюдается. [c.262]

Вязкоупругие свойства аморфных полимеров в линейной области их механического поведения при температурах выше Tervi-пературы стеклования интенсивно исследовали многие авторы. Для описания поведения этих материалов были предложены различные уравнения, основанные на молекулярных или феноменологических представлениях fl—3]. По известной функции, описывающей какую-либо вязкоупругую характеристику, с помощью точных преобразований теории линейной вязкоупругости можно рассчитать любую другую функцию [4]. (Строго говоря, для этого в некоторых случаях требуется дополнительная информация [5].) [c.44]

Обзор термодинамических, механических и структурных исследований кристаллических полимеров ясно показывает, что теория кристаллического состояния полимеров находится в неудовлетворительном состоянии. Представления о кристаллическом состоянии, развитые для кристаллов пизкомо-лекулярных тел и длительно применявшиеся нри трактовке свойств кристаллических полимеров, оказались, как было выше показано, не применимыми к этому случаю. Представление о том, что аморфная фаза является опреде-ляюш ей механические свойства кристаллических полимеров, при более глубоком исследовании не подтвердилось и даже стал дискуссионным вопрос о том, является ли кристаллический полимер двухфазной системой или однофазной высоконеунорядоченной кристаллической системой. [c.86]

Предварительное изучение механических свойств кристаллических полимеров показывает [1], что эти полимеры обладают весьма своеобразными ме-ханическилш свойствами, резко отличающими их от аморфных полимеров. Поэтому представления [2—4] о трех физических состояниях аморфных полимеров, о значении размеров и гибкости цепных молекул не могут быть непосредственно приложены к кристаллическим полимерам. [c.292]

Как показано нами ранее [1—4], фазовое состояние оказывает существенное влияние на механические свойства кристаллических полимеров. Механизм деформации кристаллических полимеров существенно отличается от механизма деформации аморфных полимеров и является единым для всех кристаллических полимеров. В отличие от теорий, имеющих распространение за рубежом [5], о двухфазном строении кристаллических полимеров, в которых определяющими считаются свойства и содержание аморфной фазы, мы полагаем, что характерные механические свойства таких полимеров определяются поведением именно кристаллической фазы, так как при деформации кристаллических полимеров происходит не переход аморфной фазы в кристаллическую, а осуществляется рекристаллизация кристаллической фазы под влиянием внешнего механического силового поля. При этом, конечно, и у кристаллических полимеров имеются такие температурные области, при которых начинается плавление полимерных кристаллов, и в этом случае механизм деформахщи кристаллических полимеров может быть осложнен наличием возникшей аморфной фазы. [c.303]

Весь комплекс физико-механических свойств кристаллических полимеров значительно отличается от таковых в аморфном состоянии. В кристаллических полимерах повышаются прочностные свойства, )юнижается дефор шруемость. Поскольку течение релаксационных процессов существенно затруднено, повышается устойчивость механических характеристик во вре.мени. [c.384]

Следует указать на значительное различие в поведении растворимых полимерных материалов, имеющих аморфную и аморфнокристаллическую структуру. Аморфные полимерные материалы (пленки, волокна) при действии растворителя сильно пластифици-рзгются и легко теряют прочность даже при незначительном нагреваний. При дальнейшем нагревании они быстро размягчаются и пластически деформируются уже при незначительной нагрузке. Механические свойства аморфно-кристаллических полимеров изменяются в меньшей степени. При нагревании в присутствии растворителя их свойства изменяются при более высоких температурах. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология