Стеклообразное и высокоэластическое состояния полимеров

На этой же кривой tg б = /( ) наряду с ярко выраженным максимумом при температурах 50—100 °С, имеется второй, менее высокий, максимум при температурах ниже ОХ. В то время, как первый максимум соответствует высокоэластическому состоянию полимера, второй максимум отвечает его стеклообразному состоянию. [c.245]

Исследования показывают, что стеклообразное состояние реализуется почти во всех полимерах. Важной его особенностью является возможность упругих обратимых деформаций, обусловленных растяжением химических связей и деформацией Рис. 12.9. Термо- валентных углов. Стеклообразное состояние по-механическая кри- лимеров служит ОСНОВОЙ производства синте-вая аморфного ли- тических волокон, лаков и, пленок, нейного полимера Высокоэластическое состояние полимеров лежит в основе резиновой промышленности. Это состояние возникает в полимерах, молекулы которых достаточно гибки и быстро изменяют свою форму под действием внешних сил. Взаимодействие между молекулами замедляет их перемещение и изменение формы. Поэтому процесс деформации полимера в высокоэластическом состоянии имеет релаксационный характер. Высокоэластическая деформация обычно сопровождается упругой деформацией, особенно при больших удлинениях, когда возможности дальнейшего распутывания молек улярных цепей оказывается почти исчерпанными. [c.320]

Переход от одного физического состояния в другое происходит непрерывно, путем постепенного изменения термодинамических характеристик полимера в не1<ото-ром диапазоне температур. Средняя температура этого диапазона при переходе из стеклообразного состояния в высокоэластическое представляет собой температуру стеклования (Тс), а из высокоэластического в вязкотекучее— температуру текучести (Гт) . Вопрос о зависимости газопроницаемости полимеров от их физического состояния является областью обширных исследований. Особый интерес представляют собой результаты исследования газопроницаемости в переходной области с одновременным рассмотрением стеклообразного и высокоэластического состояния полимеров. [c.110]

В связи с этим было введено представление о трех физических состояниях, Б которых могут находиться полимеры вязкотекучем, высокоэластическом и стеклообразном. Вязкотекучее состояние полимеров характерно тем, что в нем возможно интенсивное тепловое движение отдельных звеньев, больших фрагментов полимерной цепи — сегментов и перемещение молекул как единого целого. Это состояние типично для большинства жидкостей. Наиболее важная особенность полимеров, находящихся в этом состоянии, — способность течь под действием приложенного напряжения, текучесть. Текучесть характеризуется вязкостью, которая как физическое явление относится к процессам переноса и как все процессы переноса по своей сути имеет релаксационный характер. Основные закономерности, относящиеся к вязкости полимеров и вязкотекучему состоянию, подробно изложены в ряде обзорных статей и монографий [1—5]. [c.73]

Основным отличительным признаком полимерного состояния веш,ества от низкомолекулярного является, как известно, возникновение в полимерах высоких обратимых деформаций — высокоэластичности. Трудами ленинградских ученых П. П. Кобеко, А. П. Александрова, С. Н. Журкова, Ю. С. Лазуркина, Е. В. Кувшинского и их сотрудников в конце 30-х и начале 40-х годов была подробно изучена природа стеклообразного и высокоэластического состояния полимеров. [c.10]

ЦИИ, концентрации неорганического наполнителя, полярности полимера и с уменьшением концентрации пластификатора наблюдается, как правило, увеличение сопротивления сдвигу и равномерному отрыву металлополимерных соединений как в области стеклообразного, так и высокоэластического состояния полимеров. [c.28]

Типичная кривая зависимости удельного объема аморфного полимера от температуры представлена на рис. 56. Отрезок ОБ соответствует высокоэластическому состоянию полимера, для которого коэффициент объемного расширения примерно такой же, как и для низкомолекулярной л<идкости. Отрезок АО соответствует стеклообразному состоянию, для которого коэффициент объемного расширения меньше, чем для высокоэластического состояния (стр. 139). Поэтому угол наклона пря.мой АО меньше, чем угол наклона прямой ОБ. Переход от значений [c.176]

Вследствие гибкости цепей макромолекул возникает высокоэластическое состояние полимера, которое является промежуточным между жидким (текучим) и стеклообразным состояния- [c.10]

В высокоэластическом состоянии полимер способен к значительным обратимым деформациям, этим он отличается от жидкости. В то же время, вследствие высокой степени эластичности, такой полимер не может рассматриваться как стеклообразное твердое тело. Характерной особенностью деформаций полимера в высокоэластическом состоянии является то, что макромолекулы в целом остаются неподвижными, а перемещаются лишь отдельные звенья, т. е. малые участки цепей. Поведение отдельных перемещающихся участков подобно поведению жидкости, а вся макромолекула ведет себя как твердое тело. [c.11]

Аморфные полимеры пространственного строения не могут существовать в вязкотекучем состоянии, а иногда и в высокоэластическом. Они не склонны к размягчению. Свойства таких полимеров зависят от частоты сетки. Полимеры с редкой сеткой могут переходить в высокоэластическое состояние. Полимеры с густой сеткой существуют только в стеклообразном состоянии. При нагревании они не размягчаются, а разлагаются. [c.38]

Как отмечалось уже ранее, кристаллизация любого низкомолекулярного и.ли высокомолекулярного вещества невозможна в стеклообразном состоянии. Следовательно, при кристаллизации полимеров необходимо создать такие температурные условия, при которых проявляется гибкость цепей (их подвижность). Во всем интервале температур высокоэластического состояния полимеров реализуются именно эти условия. [c.180]

Таким образом, основные физико-химические характеристики стеклообразного и высокоэластического состояний полимеров в значительной степени зависят от условий охлаждения расплава, поэтому последние необходимо учитывать при ведении технологического процесса переработки полимеров. [c.8]

Два других параметра — это модули и Е , характеризующие соответственно стеклообразное и высокоэластическое состояния полимера. [c.109]

В высокоэластическом состоянии полимер развивает очень большие обратимые деформации под действием небольших приложенных напряжений. Полимеры, находящиеся в высокоэластическом состоянии, называются каучуками, или эластомерами. Сущность высокоэластичности состоит в распрямлении свернутых гибких цепей под влиянием приложенных нагрузок и возвращении цепей к первоначальной форме после снятия нагрузок. Высокоэластичность, как и вынужденная эластичность, имеет кинетический характер и она обусловлена подвижностью макромолекул, которая в высокоэластическом состоянии несравненно выше, чем в стеклообразном. В результате в высокоэластическом состоянии большие деформации развиваются при малых напряжениях, а в стеклообразном — при значительно больших напряжениях. После снятия нагрузки усилие, возникающее из-за стремления макромолекул принять равновесное свернутое состояние, возвращает эластомер в исходное состояние, а застеклованный полимер остается в деформированном состоянии. Типичная кривая е= /(о) для эластомеров приведена на рис. 8.1 (кривая 3). [c.159]

Второе состояние. Теперь рассмотрим высокоэластическое состояние полимеров, при котором они способны к большим обратимым деформациям. В этом случае энергия теплового движения уже вполне достаточна для свободного перемещения сегментов макромолекул, и при действии внешних сил полимер сначала упруго деформируется, а затем, благодаря раскручиванию макромолекул, быстро развивается высокоэластическая деформация. Поскольку сегменты перемещаются свободно и быстро, то время релаксации невелико. В области перехода от стеклообразного состояния к высокоэластическому (от Тст до площадки высокоэластичности) энергии теплового движения еще не хватает для быстрого перемещения сегментов, и этой области свойствен замедленный, релаксационный характер развития деформаций. [c.72]

При низкой температуре полимер находится в стеклообразном состоянии (рис. ХП1.1, область /), в котором полимер ведет себя как упругое твердое тело. В этом состоянии отсутствует движение как всей молекулы, так и отдельных звеньев, а проявляются лишь колебания атомов около положения равновесия. При повышении температуры полимер переходит в высокоэластическое состояние, свойственное только высокомолекулярным соединениям (рис. ХП1.1, область II). Вещество в высокоэластическом состоянии способно к значительным обратимым деформациям, что обусловлено подвижностью звеньев и соответственно гибкостью макромолекул. Перемещение звеньев происходит не мгновенно, поэтому деформации полимеров в высокоэластическом состоянии имеют релаксационную природу, т. е. характеризуются временем установления равновесия. Высокоэластическое состояние полимеров проявляется в интервале от температуры стеклования (Гст) до температуры текучести (Гт) (рис. ХП1.1, область II). Если температурный интервал Гст—Гт достаточно широк и захватывает обычные температуры, то такие полимеры называют эластиками или эластомерами, или каучуками. Полимеры с узким интервалом температур Г —Гт, смещенным в область повышенных температур, называют пластиками или плас-томерами. При обычных температурах пластики находятся в [c.359]

Зависимость величины деформации полимеров от температуры, выраженная в графической форме, называется термомеханической кривой. На рис. 4.4 приведена типичная термомеханическая кривая аморфного полимера. Кривая состоит из трех участков, соответствующих трем физическим состояниям. Участок I отвечает области стеклообразного состояния, для которого характерны незначительные обратимые деформации. Участок II относится к высокоэластическому состоянию полимеров, главной особенностью которого являются большие обратимые деформации. Участок III отвечает области вязкотекучего состояния полимеров, для которого характерны необратимые деформации или течение. [c.148]

Стеклообразное и высокоэластическое состояния полимеров [c.148]

Подробные исследования зависимости силы трения полимеров от температуры показали, что в общем виде зависимость F = (f T) для аморфных полимеров может быть изображена кривой, представленной на рис. 2.26. Кривую f = ф(Т) можно условно разделить на три участка участок I соответствует высокоэластическому состоянию полимера, II — переходной области и 111 — стеклообразному состоянию. [c.101]

Изложенная выше классификация физических состояний полимеров не является общепринятой. В зарубежной литературе, например, часто выделяют в особое состояние, называемое кожеподобным, состояние, промежуточное между стеклообразным и высокоэластическим [1]. [c.40]

Аморфные линейные полимеры довольно четко выделяются на графике деформация — температура (рис. 44). Первый участок / соответствует стеклообразному состоянию, для которого характерны малые деформации при небольших значениях напряжения, второ/) // — высокоэластическому состоянию, характеризующемуся большими обратимыми де- [c.107]

Физические состояния. Для аморфных полимеров различают три физических состояния стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее. Физические состояния полимеров связаны взаимными обратимыми переходами, которые происходят в определенных интервалах температур [c.374]

Следовательно, аморфное состояние волокнообразующих полимеров может реализоваться как стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее. [c.133]

Область высокоэластического состояния находится между и а область вязкотекучего состояния - между Tj и Т , где Гн - температура, выше которой полимер течет как ньютоновская жидкость. При Гхр проявляется только упругая деформация, а при Гн - только пластическая. Во всем остальном температурном диапазоне от Т , до Tji происходит высокоэластическая деформация, обусловленная гибкостью макромолекул (см. рис. 3.7). В стеклообразном состоянии преобладает упругая деформация, однако имеют место также высокоэластическая и пластическая. [c.135]

Высокоэластическая деформация полимера в стеклообразном состоянии получила название вынужденно-эластической (по Александрову). [c.135]

Для полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, сохраняется ближний порядок во взаимном расположении сегментов макромолекул, но подвижность их существенно выше, нежели в стеклообразном состоянии время релаксации сокращается на 5-6 десятичных порядков. Модуль упругости полимерных тел, находящихся в высокоэластическом состоянии, снижается до 0,1-0,3 Мпа. Существенно изменяется и сжимаемость полимера. Если в стеклообразном состоянии она для различных волокнообразующих полимеров заключена в пределах (и5)10 2 Па , то в результате расстекловывания полимерного субстрата сжимаемость возрастает до (3-г6)10 Па . [c.138]

Термомехаиическая кривая для полимеров выглядит несколько сложнее. Она изображена на рис. 85. Полимерам свойственно, как было указано ранее, новое состояние вещества — высокозластиче-ское, обусловленное гибкостью макромо-лекулярных цепей. Оно характеризуется изменением деформируемости материала, т. е. изменением его модуля упругости. Находясь в высокоэластическом состоянии, полимер способен к большим по величине и обратимым деформациям. Это состояние вклинивается между стеклообразным и вязко-текучим состоянием и разделяет температуры стеклования и текучести. Таким образом, полимеры в отличие от низкомолекулярных тел переходят из стеклообразного не в вязко-текучее, а сначала в высокоэла-стическое состояние. Температурный интервал, в котором полимеру свойственна высокая эластичность, зависит от гибкости цепей, т. е. от его химической, природы. [c.252]

Переход от высокоэластического состояния полимеров к стеклообразному происходит в определенном температурном интервале, среднюю температуру которого принято называть температурой стеклования. В процессе перехода от эластомера к полимерному стеклу наблюдается постепенная фиксация отдельных звеньев цепных молекул Связи, возникающие вследствие ослабления теплового движения, имеют флуктуационный характер и не являются постоянно существующими. За-стекловывание полимера происходит в том случае, если число фиксированных звеньев становится столь большим, что расстояния между этими звеньями будут меньше, чем длина сегмента молекулы, и гибкость цепной молекулы уже не сможет проявиться . Теоретически возможны два механизма застекловывания, обуслоплен-ные либо увеличением взаимодействия мел<ду молекулами, либо возрастанием жесткости каждой отдельной молекулы полимера [c.117]

Высокоэластическое состояние полимера вырождается при увеличении степени упорядоченности макромолекул (кристаллизации). При этом подавляется сегментальное движение в полимере, и максимум на температурной зависимости сопротивления расслаиванию постепенно уменьшается [27]. Для кристаллического состояния полимера максимум на температурной зависимости отсутствует вплоть до температуры плавления, т. е. сопротивление расслаиванию соединений монотонно уменьшается при повышении температуры испытаний (см. рис. 1.1, кривые 3, 6, 5, рис. 1.2, кривые 3, 4). Соответственно интенсивность влияния кристалличности полимера на сопротивление расслаиванию зависит от температуры испытаний. Максимальное влияние на сопротивление рас-славанию кристаллизация оказывает в температурном интервале высокоэластического состояния. В стеклообразном состоянии значения сопротивления расслаиванию для аморфного и кристаллического полимера различаются незначительно. Кристаллизация и [c.25]

Для примера на рис. 4.32 приведены температурные зависимости абсолютных удлинений А/ пленок из перхлррвипиловой смолы — ненаполненной (кривая 1) и содержащей 20% кварцевого песка с удельной поверхностью 0,2 ш /т (кривая 2). Нагрев и охлаждение пленок производились со скоростью 1,5-10 2°С/с. На рисунке показан различный ход этих зависимостей в областях температур, соответствующих стеклообразному и высокоэластическому состояниям полимера. Точки перегиба соответствуют температурам структурного стеклования полимера. [c.178]

Термопласты могут находиться в трех физических состояниях твердом (кристаллическом или стеклообразном), высокоэластическом и вязкотекучем. В кристаллическом и стеклообразном состоянии полимер ведет себя как жесткое и хрупкое тело, которое даже под действием сравнительно высоких нагрузок (порядка 10 МПа) испытывает весьма незначительные деформации (несколько процентов), причем эти деформации мало зависят от температуры и исчезают после снятия нагрузки практически мгновенно. В высокоэластическом состоянии полимер может подвергаться весьма большим деформациям (до 1000%), сохраняя при этом способность к почти полному восстановлению формы после снятия нагрузки. Развитие и исчезновение высокоэластической деформации носит релаксационный характер (процессы протекают по времени). Времена релаксационных процессов и значения предельных высокоэластических деформаций существенным образом зависят от температуры. В вязкотекучем состоянии полимер приобретает способность неограниченно деформироваться даже под действием сравйительно малых нагрузок, при этом после снятия нагрузки достигнутая деформация практически полностью сохраняется. [c.58]

В определенном интервале температур полимеры переходят из стеклообразного состояния в выоокоэластическое (и обратно). Средняя температура перехода называется температурой стеклования Гс. Высокоэластическое состояние полимеров обусловлено способностью макромолекул непрерывно изменять свою форму благодаря их большой гибкости. Если полимер растянут внешними силами, то после снятия усилий в результате теплового движения макромолекулы примут наиболее вероятные формы, вследствие чего первоначальные размеры материала восстановятся. В высокоэластическом состоянии полимеры под действ)ием небольших усилий нодвергаются значительным обратимым деформациям. Упругие деформации, характерные для такого состояния, называются высокоэластическими. Высокоэластическая деформация сопровождается изменением положения звеньев и участков цепей, но при этом обязательным условием является отсутствие поступательного перемещения самих макромолекул относительно друг друга (в противном случае материал обладал бы текучестью). [c.348]

Кристаллические линейные полимеры при нагревании их выше температуры кристаллизации Т р переходят либо в высокоэластическое состояние, либо в вязкотекучее. Такие полимеры при Т<Ткр ведут себя при малых напряжениях как твердые тела, и величины деформаций их весьма незначительны. При 7 >Г р деформации резко возрастают. Таким образом, термомеханическая характеристика кристаллических линейных полимеров весьма проста. Этого нельзя сказать о структурирующихся пространственных (сетчатых) полимерах (рис. 45). Если образование поперечных полимерных связей (сшивание) происходит при Тсш>Тт, то полимер с повышением температуры переходит в вязкотекучее состояние лишь до определенного предела. По мере развития процесса сшивания величина деформации течения уменьшается (кривая ). В дальнейшем с ростом температуры течение вовсе становится невозможным, и полимер из вязкотекучего состояния переходит в высокоэластическое и, наконец, в стеклообразное. Если в полимере образование поперечных связей происходит при Тст<Тт, В зоне высокоэластического состояния, то переход в вязкоте- [c.107]

Таким образом, следует помнить, что приведенные в табл.66 значения температуры стеклования некоторых полимеров для статических условий еще не характеризуют свойств полимеров при действии переменной силы. Переход данного полимера из стеклообразного состояния в высокоэластичное или наоборот нельзя относить к какой-то строго фиксированной температурной точке, так как при повышении температуры высокоэластические свойства полимера начнут появляться у него при разных темпе- t ратурах в зависимости от харак- тера действующей силы, от на- пряженного состояния самого по-лимера и других факторов. [c.585]

Пластическими массами (ПлМ) называют полимерные материалы, полимерная фаза которых находится в период формования изделия в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации в аморфном стеклообразном или кристаллическом состоянии. Таким образом, рабочим интервалом температур для ПлМ, в котором они используются как твердые конструкционные материалы, является Тхр< Тжсп< Тс, где Гхр температура хрупкости, при которой полимер разрушается под нагрузкой, не переходя в высокоэластическое состояние. [c.386]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология