Влияние степени полимеризации на прочность полимеров

Влияние молекулярной массы на прочность полимеров. Зависимость прочности полимеров от молекулярной массы не однозначна. Так, с увеличением молекулярной массы возрастают гибкость полимеров и температуры стеклования, расширяется область высокоэластического состояния и т. д. Однако температура стеклования увеличивается до степени полимеризации, равной приблизительно 200, а прочность до степени полимеризации 600. Если молекулярная масса полимера превышает 50 ООО, то прочность его практически не зависит от того, находится ли полимер в стеклообразном или высокоэластическом состоянии, а определяется тем, что механизмы разрушения полимеров с высоким и низким значением молекулярной массы различны. При разрушении низкомолекулярных образцов возможно взаимное скольжение отдельных относительно небольших молекул, завершающееся разрывом образца. Полимеры с высоким значением молекулярной массы разрушаются за счет разрыва химических связей. [c.232]

Рис. 161. Влияние степени полимеризации на прочность полимеров

Большая степень кристалличности свойственна полимерам без боковых ответвлений с равномерным распределением вдоль цепи групп ОН, СО, СООН. Макромолекулы с неупорядоченной структурой цепи, а также сополимеры, образованные одновременной полимеризацией двух разных мономеров, почти всегда аморфны. Степень кристалличности оказывает некоторое влияние на механические свойства полимера (прочность, твердость, предел текучести), реакционную способность и т. д. Элементарные ячейки кристаллических полимеров в основном относятся к низшим сингониям (триклинная, моноклинная, ромбическая),. [c.275]

Многочисленные исследования влияния степени полимеризации на механические свойства полимеров показали, что полимер обладает измеримой механической прочностью только при некотором минимальном значении степени полимеризации, лежащем обычно между 40 и 80. По мере дальнейшего увеличения средней степени полимеризации прочность полимеров непрерывно увеличивается (рис. 145). Верхняя кривая, ограничивающая заштрихованную область на рис. 145, относится к полиамидам, [c.172]

Влияние степени полимеризации на прочность полимера неразрывно связано с характером и интенсивностью межмолекулярного взаимодействия. Если представить себе идеальный аморфный полимер в высокоэластическом состоянии, то при малых значениях степени полимеризации, при малой средней молекулярной массе разрушение его будет происходить путем скольжения [c.175]

Особенно наглядно проявляется влияние степени полимеризации. Полимер обладает измеримой механической прочностью только тогда, когда достигнуто некоторое минимальное значение степени полимеризации. С увеличением степени полимеризации (или молекулярной массы) прочность сначала увеличивается быстро, затем медленнее и наконец мало изменяется с ростом размеров макромолекул. Значения степени полимеризации, соответствующие каждому участку кривой, выражающей эту зависимость, оказываются тем меньше, чем сильнее межмолекулярное взаимодействие. Для полимеров, обычно применяющихся на практике, влияние межмолекулярной массы на прочность не является существенным, так как значения молекулярных масс уже достаточно велики. В интервале молекулярных масс практически применяемых каучуков соблюдается линейная зависимость между значениями обратной молекулярной массы и разрушающего напряжения. [c.220]

Нужно еще упомянуть о влиянии степени полимеризации на прочность волокна. Зависимость здесь такая же, как и у других синтетических волокон. Необходима определенная минимальная степень полимеризации, чтобы вообще могли образоваться нити. Уже в первых статьях и патентах Карозерса указывалось, что характеристическая вязкость полиамидных волокон не должна быть ниже 0,4. С увеличением степени полимеризации возрастают величины прочности в ее различных выражениях (прочность на разрыв, изгиб, удар идр. ). Наиболее благоприятным для технической переработки является волокно с молекулярным весом 10 ООО—20 ООО (среднее значение из различных степеней полимеризации, составляющих полимер) максимальное значение может быть и выше, но с этим связаны дополнительные трудности в переработке. [c.350]

Влияние степени полимеризации на прочность полимеров с различной гибкостью цепи и интенсивностью межмолекулярного взаимодействия представлено на рис. 161. Чем больше интенсивность межмолекулярного взаимодействия (кривая /), тем больше вероятность прямого разрыва химических связей. Такой же характер разрушения наблюдается и у полимеров с меньшим межмолекулярным взаимодействием (полиуглеводороды), но большей молекулярной массы благодаря повышению вязкости системы, препятствующей скольжению цепей относительно друг друга. [c.260]

У химических волокон влияние степени полимеризации полимера на механические свойства волокна выражено менее отчетливо, чем у природных волокон. В процессе формования волокна и последующей его обработки (вытягивании) можно в широких пределах изменять структуру и величину агрегатов макромолекул (элементов надмолекулярной структуры), а также степень ориентации макромолекул и их агрегатов, и тем самым в несколько раз увеличить его прочность. При этом степень полимеризации остается без изменения. Поэтому структура химического волокна влияет на его прочность в значительно бoл >шeй степени, чем молекулярный вес . [c.31]

Необходимо, однако, отметить, что прочность при разрыве не вполне характеризует устойчивость волокна к другим воздействиям, имеющим место в процессе эксплуатации изделий, в частности к истиранию и многократным деформациям (см. разд. 5—6). Большое значение имеет также устойчивость волокна к механическим воздействиям, в частности при стирках. Систематические исс.тедования влияния степени полимеризации на эти важнейшие эксплуатационные свойства волокна еще не проведены, однако имеются данные, что они в значительно большей степени зависят от молекулярного веса волокнообразующего полимера, чем прочность при разрыве. [c.31]

Методом криометрии в связи с этим можно получить данные 1) о прочности ассоциата и влиянии на нее структурных изменений в исследуемых смесях (наличие или отсутствие ассоциатов и комплексов, степень разложения их в зависимости от температуры и концентрации) 2) о степени полимеризации ассоциированных агрегатов, равновесии между полимерами различной кратности и преобладании дискретных кратностей [c.131]

Рис. 84. Влияние ориентации на прочность вискозных волокон (по Алфрею ). Пунктирная кривая соответствует полимеру с несколько большей степенью полимеризации.

Влияние молекулярной массы на прочность полимеров изучали на полистирольной пленке значение молекулярной массы полистирола изменялось под действием электрических разрядов в различных средах [476, с. 59]. Молекулярная масса находилась в той области значений, в которой прочность зависит от степени полимеризации. Было установлено, что повышение механической прочности соответствует увеличению молекулярной массы. [c.177]

Известно, что механические свойства полимеров (прочность, удлинение, эластичность и т. д.) в значительной степени зависят от средней молекулярной массы или средней степени полимеризации. Но кроме молекулярной массы на свойства волокон и пленок большое влияние оказывает их структурная организация, что отчетливо видно на примере водорастворимой ацетилцеллюлозы. Так, пленка ее имеет прочность на разрыв (9.8—10.8)-10 Н/м и удлинение при разрыве 15—20 %. Как видно, при сравнительно низкой степени полимеризации механическая прочность пленки довольно высока. Плевку из [c.165]

Изменение прочности образца после попадания в жидкую деструк-тирующую среду протекает в две стадии. На первой стадии это изменение происходит очень быстро под влиянием набухания (прочность меняется от до Р ). Дальнейшее изменение прочности происходит медленно и зависит от скорости деструкции. Образец приобретает нулевую прочность приблизительно к тому моменту, когда средняя степень полимеризации полимера уменьшится до и. В первом приближении [см. уравнения (13а) и (136)] эту величину можно принять равной длине отрезка молекулы, у которого сумма энергий-межмолекулярных взаимодействий равна энергии межатомной связи в цепи. [c.21]

Характерной чертой полимерных соединений является очень большой размер молекул, т. е. высокое значение молекулярного веса. Многие физические свойства высокомолекулярных соединений в большой степени зависят от молекулярного веса, например, с увеличением молекулярного веса растут прочность и теплостойкость. Влияние молекулярного веса на свойства Полимеров резко сказывается до некоторых значений молекулярного веса, после чего эта зависимость затухает. На рис. 2 представлена зависимость прочности при растяжении от степени полимеризации (молекулярного веса) аналогичным характером обладают и некоторые другие зависимости физических свойств полимеров от молекулярного веса. [c.10]

Зависимость механических свойств волокон от степени полимеризации полимера наиболее отчетливо выявляется у природных волокон, для которых возможность изменений конфигурации макромолекул и их взаимного расположения, а также и надмолекулярной структуры путем вытягивания ограничена. При одной и той же структуре полимера степень полимеризации оказывает существенное влияние на основные показатели волокна — прочность при разрыве (см. разд. 5.1), удлинение, стойкость к многократным деформациям и истиранию. [c.31]

Молекулярный вес (степень полимеризации) полимера оказывает существенное влияние на изменение прочности волокон в мокром состоянии. Чем ниже степень полимеризации одного и того же полимера, тем больше снижается в мокром состоянии прочность волокна, содержащего гидрофильные группы. [c.107]

Зависимость механических свойств волокон от степени полимеризации полимера на иболее отчетливо выявляется у природных волокон, для которых возможность изменений конфигурации макромолекул и их взаимного расположения путем вытягивания ограничена. При одной и той же структуре полимера степень полимеризации оказывает существенное влияние на основные показатели волокна — прочность при разрыве (см. стр. 112), удлинение, стойкость к многократным деформациям и истиранию. С уменьшением степени полимеризации (в результате частичной деструкции макромолекулы) до известного предела прочность природных волокон не изменяется при дальнейшем уменьшении происходит закономерное, все более значительное ухудшение этого показателя, а ниже определенного значения волокно полностью теряет прочность и рассыпается. [c.32]

У полимеров, связь между макромолекулами которых осуществляется межмолекулярными силами, форма молекул оказывает большое влияние на свойства получаемых волокон. При одинаковом строении элементарного звена и одной и той же степени полимеризации форма молекул влияет на суммарную величину мел<молекулярных сил, а тем самым на растворимость полимера и механические свойства получаемых нитей и пленок. Чем более асимметричную форму имеют макромолекулы в конденсированной фазе и чем больше степень их стереорегулярности, тем сильнее взаимодействие между ними, выше плотность образующихся агрегатов, ниже растворимость полимера н тем выше (при одинаковой структуре) прочность получаемых волокон. [c.35]

Тепловые и механические свойства поливинилового спирта, кроме обычной для полимеров зависимости от стенени полимеризации, находятся также в сильной зависимости от содержания влаги, которую поливиниловый спирт абсорбирует из окружаюш,его воздуха, и от содержания остаточных ацетильных групп. Температура размягчения снижается по мере увеличения содержания ацетильных групп, причем степень омыления оказывает на температуру размягчения более сильное влияние, чем степень полимеризации. Поливиниловый спирт, содержащий ацетильные группы, более гигроскопичен, чем не содержащий ацетильных групп (к не содержащим ацетильных групп поливиниловым спиртам в техническом смысле относятся продукты, имеющие не более 1—2% ацетильных групп). При одинаковом содержании влажности и степени омыления поливиниловый спирт с более высокой степенью полимеризации отличается большей разрывной прочностью и удлинением. Поливиниловые спирты одинаковой степени полимеризации при меньшем содержании влажности отличаются более высокой прочностью и меньшим удлинением. При высоком содер кании влажности поливиниловые спирты менее прочны и обладают более высоким удлинением. При равном содержании влажности и степени полимеризации [c.24]

Взаимодействие полиблочного СПУ с растворителем определяется термодинамическими параметрами взаимодействия компонентов (блоков) как между собой, так и каждого компонента с растворителем [14, 15]. В результате количественного различия в термодинамических параметрах взаимодействия компонентов с общими растворителями образуются ассоциаты макромолекул, которые являются лабильными и их формирование связано с предисто-рией приготовления раствора. В работе [16] установлено, что при одно- и двухстадийном способах получения полиуретана отличаются как кинетические параметры, так и молекулярно-массовые характеристики результирующего продукта. В случае двухстадийного способа получения ПУ степень полимеризации существенно выше. Причина этого явления заключается в том, что присзтствие низкомолекулярных акцепторов протонов препятствует самоассоциации уретанмочевинных жестких сегментов при синтезе полимера [17]. При этом прочностные характеристики полимера могут значительно измениться по сравнению с тем же материалом, полученным без растворителя. Кроме того, использование растворителя при формировании структуры полиуретана дает возможность оказывать влияние на конформационные свойства его макромолекул. Установлено [18], что образцы сеток, полученных из раствора, имеют более простую топологию и меньше зацеплений. Различные растворители могут оказывать различное действие на конечную форму макромолекулы, в результате чего изменяются и механические свойства полимера. Использование полярных растворителей при синтезе полиуретанов, где происходит максимальное разворачивание макромолекулярного клубка, позволяет получать материалы, имеющие удлинение при разрыве более 1000% при достаточно высоких значениях разрывной прочности, достигающей 52 МПа [19, 20]. [c.227]

Температура хрупкости определяется главным образом прочностью полимера. Поэтому, например, влияние молекулярного веса на аналогично влиянию его на прочность с ростом степени полимеризации примерно до 600 для большинства полимеров T , снижается, в дальнейшем меняется незначительно. С ростом полярности уменьшается, так как растет прочность и требуются более низкие температуры для [c.142]

Многочисленные исследования влияния степени полимеризации на механические свойства полимеров показали, что полимер обладает измеримой механической прочностью только при некотором минимальном значении степени полимеризации, лежащем обычно между 40 и 80. По мере увеличения средней степени полимеризации прочность полимера непрерывно увеличивается (рис. IV. 1). Верхняя кривая, ограничивающая заштрихованную область на рис. IV. 1, относится к полиамидам, нижняя — к полио.пефинам -Между этими кривыми располагаются соответствующие кривые для таких полимеров, как, например, сложные зфиры целлюлозы. До степени полимеризации около 250 соблюдается пропорциональная зависимость между механической прочностью и степенью полимеризации. Затем кривая изгибается, и после достижения степени полимеризации порядка 600 дальнейшее увеличение молекулярной массы уже мало отражается на прочности полимеров. [c.173]

Влияние молекулярной массы полимера на температуру хрупкости становится понятным из рассмотрения рис. 7.9. Наклон кривой Ов — (Т) в области высоких значений молекулярных масс (М) практически от М не зависит. Но молекулярная масса влияет на температуру стеклования полимера (7 с) и хрупкую прочность (сгхр). Температура стеклования с увеличением М полимера повышается до степени полимеризации примерно равной 200 (см. рис. 6.8), а хрупкая прочность — до степени полимеризации, примерно равной 600 (см. рис. 7.1). Следовательно, при увеличении степени полимеризации до 200 (от М1 до М ) возрастают и 7 с, и Охр, в результате чего 7 хр повышается. При дальнейшем увеличе- [c.188]

В связи с изучением влияния степени полимеризации на прочность полимеров [472, с. 45] целесообразно упомянуть работу Сукни и Гарриса [479, с. 478], которые изучали разрушающее напряжение, удлинение при разрыве и сопротивление при изгибе для образцов, полученных из фракций ацетата целлюлозы. Эти механические характеристики зависят от средневесовой молекулярной массы и при графическом изображении их значения укладываются на кривую, аналогичную описанной Марком [469, с. 207]. Сукни и Гаррис считают, что механические свойства смесей фракций разной молекулярной массы выражаются как средневесовые из свойств взятых фракций [c.175]

Из сказанного следует, что в настоящее время еще не создано количественной теории, связывающей строение полимера с его физико-механическими свойствами, в том числе с его прочностью. Однако в ряде работ установлена связь между особенностями строения полимеров, режимом деформации и характеристиками прочности. Важнейшими характеристиками химического строе ния, по-видимому, являются степень полимеризации, интенсив ность межмолекулярного взаимодействия, регулярность струк туры, разветвленность, степень поперечного сшивания полимера Кроме того, очень большое влияние на прочность оказывает фи зическая структура образца. [c.253]

Влияние молекулярного веса полимера. Тангенс угла наклона кривой G =f T) в области высоких значений молекулярных весов практически не зависит от молекулярного веса полимера, однако молекулярный вес влияет на хрупкую прочность и техмпе-ратуру стеклования полимера. Температура стеклования может повышаться с молекулярным весом полимеров до степени полимеризации 200 (стр. 187), а хрупкая прочность до гг 600 (стр. 227.). Отсюда следует, что с увеличением степени полимеризации до л = 200 возрастают и и (7хр.>в результате чего температура хрупкости повышается (рис. 93). [c.234]

Исследования полиамидных волокон, сформованных из полимеров с различной степенью полимеризации, показали, что величина степени полимеризации сама по себе не определяет абсолютного значения разрывной прочности. Значительное влияние оказывает содержание в полимере низкомолекулярных фракций и молекулярновесовое распределение [20]. [c.393]

Свойства и, соответственно, области применения полимеров (смол) определяются рядом показателей, специфических для этих соединений молекулярным весом, растворимостью, адгезией, химстойкостью, способностью к формованию и литью и др. Уже давно было замечено, что некоторые важные свойства полимеров одного и того же состава изменяются с изменением молекулярного веса. При повышении до известного предела молекулярного веса полимера увеличивается механическая прочность, повышается эластичность, твердость, устойчигость к высоким и низким температурам. Но наряду с этим, ряд других ценных свойств полимеров заметно снижается, например, ухудшается растворимость полимеров и внешний вид получаемых продуктов. Кроме того, известно, что молекулярный вес полимеров не определяет всего комплекса их свойств. Например, гигроскопичность, химическая стойкость, теплостойкость, диэлектрические свойства, адгезия (клеющая способность) зависят не от молекулярного веса, а от химструктурных особенностей молекул полимера. Поэтому, применяя для синтеза полимеров различные мономеры и изменяя степень полимеризации, можно получить материалы с требуемыми свойствами. Так, например, для получения негорючих полимерных материалов, устойчивых к действию кислот и щелочей, целесообразно применять мономеры, содержащие галоген (винилхлорид, тетра-фторэтилен). Вводя в молекулу мономера атом фтора или нитрильную группу СМ, можно повысить светостойкость материала. При введении фенильной группы в состав мономера (стирол) значительно улучшаются диэлектрические свойства материала. В табл. 2 приведены некоторые данные, иллюстрирующие влияние характера функциональных групп в элементарных звеньях макромолекул на свойства полимерй. [c.16]

Методы определения полидисперсности поливинилового спирта, и в частности содержания низкомолекулярных фракций, пока не разработаны и не унифициро.ваны, так же как не исследован вопрос о влиянии раличных факторов на растворимость поливинилового спирта п вязкость концентрированных растворов. Так, например, при наличии в составе полимера небольшого количества (10—15%) низкомолекулярных фракций со степенью полимеризации около 270 заметно снижается прочность волокна при разрыве и особенно у.меньшается число двойных изгибов, выдерживаемых волокном (с 9500 до 727). Для детального выяснения этих вопросов требуется провести дополнительные исследования. [c.237]

Было изучено влияние молекулярной массы этого олигомера на фи-зико-механические свойства сетчатых полимеров. С увеличением молекулярной массы олигомера в аморфном состоянии до степени полимеризации олигомера, равной 30, прочность при растяжении уменьшается из-за размораживания физических узлов и снижения их вклада в густоту пространственной сетки. С увеличением степени полимеризации выше 35 полимер переходит в кристаллическое состояние, возрастает вклад физических узлов в формирование пространственной сетки и уменьшается число химических связей в ней. Это приводит к тому, что прочность при растяжении сетчатого полимера на основе олигооксиэтилен-уретан.метакрилата в кристаллическом состоянии намного ниже, чем прочность аморфного полимера (соответственно 15 и 80 МПа). [c.69]

Важнейшие параметры химического строения полимеров, влияющие на их прочность, следующие степень полимеризации, полярность, регулярность структуры и разветвленность цепей. Влияние этих параметров на прочность полимеров линейного строения довольно подробно освещено в литературе, например Т. Алфреем [7], А. Тобольским [5], П. П. Кобеко [3], В. А. Каргиным и Г. Л. Слонимским с сотр. [9—13, 20—24], Г. М. Бартеневым [101], В. Е. Гулем [41] и др. [c.82]

Физические свойства полимеров и степень их полимеризации зависят от условий процесса. Так, при полимеризации метилметакрилата в растворе в присутствии перекиси бензоила в качестве инициатора на молекулярный вес полимера оказывает влияние концентрация мономера [2208]. Другим важным фактором, влияющим на степень полимеризации, является температура. От степени полимеризации зависит растворимость полимера. Полученные обычным способом полимеры имеют средний молекулярный вес от 100 ООО до 175 ООО. Они представляют собой светлые твердые массы, похожие по внешнему виду на стекло, однако отличающиеся от последнего своими замечательными механическими свойствами, главным образом прочностью и неспособностью к растрескиванию.. Эти массы очень легко поддаются обработке. По способности пропускать ультрафиолетовые лучи опи превосходят обычное стекло, однако уступают в этом отношении кварцевому стеклу. Полимеры растворяются в органических растворителях, например в ароматических и галогенозамещенных углеводородах, в эфирах, в уксусной кислоте и т. п., образуя вязкие растворы, однако они нерастворимы в воде, малорастворимы в глицерине или гликоле полиакрилаты, полученные фотонолимери-зацией, абсолютно нерастворимы даже в органических растворителях. Химически активные вещества относительно легко разрушают полиакрилаты и полиметакрилаты [2243], которые, например, гидролизуются кислотами и п елочами при повышенной температуре [2142, 2243]. При нагревании до 300° полиакрилаты разлагаются на димеры и тримеры, тогда как полиметакрилаты деполимеризуются до мономера (см. стр. 436). Исходя из способности полиметакрилатов легко деполимеризоваться, Штаудингер припистл-вает им линейную структуру [2105]. [c.460]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология