Вытяжка полимеров

Рис. VI. 2. Зависимость коэффициента двойного лучепреломления Are от степени вытяжки Я, при разном времени вытяжки (полимер — аморфный полистирол, температура 130 °С)

Вынужденная эластичность, образование шейки, вытяжка полимеров [c.303]

Таким образом, нет никаких сомнений, что при холодной вытяжке полимеров в области образования шейки может возникать значительный скачок температуры. Однако, как было показано, существуют убедительные доказательства того, что шейка может распространяться в квазистатических условиях, когда какие-либо заметные температурные эффекты отсутствуют. Исходя из этого, Винсент [3] высказал предположение, что наблюдаемое падение нагрузки обусловлено геометрическими причинами, а именно тем фактом, что уменьшение площади поперечного сечения образца при растяжении не компенсируется соответствующим деформационным упрочнением материала. Этот эффект был назван деформационным размягчением и был связан [c.272]

Как отмечалось в гл. I, в большом мас-. штабе времени структура полимеров хорошо описывается моделью хаотически переплетенных цепей. Молекулярная сетка, обусловленная переплетениями макромолекул, отчетливо проявляется в опытах по вытяжке полимеров, например полиметилметакрилата, причем плотность сетки повышается с понижением температуры. В процессе течения в узлах происходит проскальзывание цепей, разрушение узлов и образование новых. [c.181]

Одним из основных способов улучшения механических свойств линейных полимеров является их вытяжка. Чтобы зафиксировать ориентированное состояние, полученное в результате вытяжки, полимер охлаждают до температур меньших температуры стеклования. Возникающая анизотропия свойств полимеров отражает анизотропию в ориентации макромолекул. Поэтому, измеряя величину анизотропии каких-либо свойств полимера можно получать информацию о степени ориентации его макромолекул. Одним из наиболее чувствительных индикаторов является двойное лучепреломление (оптическая анизотропия) значение коэффициента двойного лучепреломления Лп часто используется в качестве меры ориентации полимера. Установлено, что Дге линейно связан со средним квадратичным отклонением ориентации макромолекул от изотропного состояния. [c.187]

Хрупкая прочность зависит от степени ориентации и от угла между направлением ориентации и направлением растяжения сильнее, чем предел вынужденной эластичности. Модуль упругости зависит от ориентации еще слабее, чем предел вынужденной эластичности. С увеличением степени вытяжки полимер переходит из хрупкого в вынужденноэластическое состояние. Следовательно, ориентация влияет на прочностное состояние твердого полимера так же, как и повышение температуры. С увеличением степени вытяжки хрупкая прочность полимера растет быстрее, чем предел вынужденной эластичности. При критической вытяжке прочность становится равной, а затем превосходит предел вынужденной эластичности. [c.327]

При вытяжке полимеров их меняется, что обусловлено изменением конфигурационной части энтропии и скорости локальных молекулярных движений при релаксации. [c.160]

С помощью этого метода оценивают изменения двойного лучепреломления при вытяжке полимера и релаксацию двойного лучепреломления, например релаксацию при небольших временах. [c.208]

Ориентация полимерных молекул возможна как для аморфных, так и для кристаллических полимеров, у которых при растяжении наблюдается также и ориентация кристаллических областей. Для аморфных полимеров возможна ориентация всей цепной молекулы в целом (при необратимой пластической деформации) и ориентация участков молекул (при высокоэластических или вынужденно-эластических деформациях). Оба механизма ориентации имеют релаксационный характер, причем преобладание одного механизма ориентации над другим определяется температурой и скоростью вытяжки полимера. [c.146]

Рис. 11.2. Типичная деформационная кривая, наблюдаемая при холодной вытяжке полимера (пояснения в тексте).

Э и Б Степень Вытяжки Рис. 11.5. Зависимость истинных напряжений от деформации при холодной вытяжке полимера /, II, III — основные участки деформационной кривой (пояснения в тексте). [c.252]

Степановым с сотр. [7.74]1 указана еще одна причина специфики циклической усталости материалов. Авторы считают, что, кроме релаксационных процессов и локальных перегревов надо учитывать также взаимодействие микронапряжений, возникающих от нагрузки в данном цикле, с остаточными микрона-пряжениями, возникшими в предыдущих циклах нагрузки — разгрузки и связанными со структурными перестройками в микрообъемах, например с локальной вытяжкой полимера, остающейся после разгрузки. С этих позиций становится яснее определяющая роль числа циклов, а не времени в процессе усталостного нагружения. [c.218]

Увеличение степени вытяжки полимеров улучшает ориентацию сегментов макромолекул в аморфных областях. Это, в свою очередь, меняет распределение напряжений на них — образцы с лучшей степенью ориентации, имеющие более высокую прочность, характеризуются более однородным раснределением. У них уменьшается число сильно перегруженных макромолекул (рис. 11.26, б). Сегменты макромолекул в аморфных областях ориентированы в разной степени относительно приложенной силы. Однако максимальное напряжение может возникнуть только на участках цепей, которые ориентированы в направлении силы. Изучение дихроизма полос ИК-спектра показало, что действительно соз б для таких сегментов имеет предельное значение, равное единице, т. е. эти участки расположены вдоль приложенной силы [145]. [c.147]

В чем же причины прекращения ориентационной вытяжки полимеров Ответ на этот вопрос надо искать, очевидно, в закономерностях протекания пластической деформации микрофибриллярной структуры. [c.214]

Значительный интерес представляет увеличение ра при вытяжке, так как именно аморфные прослойки определяют механические и другие свойства ориентированных полимеров. Как показано во многих исследованиях [52, 56, 127—129], ориентационная вытяжка полимеров сопровождается увеличением средней степени ориентации молекулярных сегментов, находящихся в аморфных областях ( os Oa). Несмотря на то, что метод ИК-спектроскопии дает информацию об ориентации всех молекул, вне зависимости от того в межкристаллитных или в межфибриллярных аморфных участках они расположены, практически все изменение os 0а можно относить за счет улучшения ориентации сегментов макромолекул именно в межкристаллитных прослойках, поскольку межфибриллярных молекул должно быть, по-видимому, по крайней мере на порядок меньше [80, 130] и их вклад в общий os Oa мал. [c.224]

Измерение тепловых эффектов при деформации полимеров представляет собой довольно сложную задачу, т. к. эффекты оказываются очень малыми [порядка 4 — 40 мдж, или (1—10) 10 кал]. В настоящее время выполнен ряд измерений теплов лх эффектов, сопровождающих обратимую деформацию кристаллических и стеклообразных полимеров и каучуков, а также тепловых эффектов при ориентационной вытяжке полимеров. Результаты определения тепловых эффектов при механич. деформации используют для оценки структурных превращений в полимерах. [c.464]

Для анализа и характеристики ориентационной вытяжки полимеров часто пользуются диаграммами растяжения. Типичный вид такой диаграммы представлен на рис. 4. Переход в области о отвечает началу [c.259]

О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы , но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс З-Ю —15 10 т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формован 1я и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. [c.197]

Т. обр., роль теплового движения в процессе ориентационной вытяжки полимеров очень многообразна. Прежде всего, полимер должен быть нагрет — тепловое движение молекул должно быть настолько интенсивным, чтобы обеспечивалась достаточная подвижность молекул. Уже здесь роль теплового движения в ориентационной вытяжке двоякая. С одной стороны, оно обеспечивает флуктуационные перескоки небольших участков молекул таким образом, что при наличии внешней силы участки молекул в аморфных областях кристаллич. полимера или между узлами в аморфных полимерах постепенно распрямляются и вытягиваются приблизительно вдоль направления действия силы. С другой стороны, это же тепловое движение стремится дезориентировать молекулы, вернуть пх к более скрученному состоянию. Поэтому уже на начальной стадии ориентирования требуется подбор определенных оптимальных условий растяжения для успешного проведения ориентационного процесса. [c.259]

Лишневский В. А. Исследование процесса холодной вытяжки полимеров методом электронного парамагнитного резонанса.— Высокомолекулярные соединения, 1969, т. Б11, № 1, с. 44—49. [c.329]

Вытяжка полимера может быть одноосной (волокна), двухосной (пленки), плоскосимметричной (пленки-мембраны) и т. п. [c.185]

Между различными механизмами нет резкого перехода и границы области крейзов (область IV на рис. 11.4) условны. Обычно-вслед за крейзом идет трещина разрушения, возникающая путем разрыва микротяжей (рис. 11.17). В процессе разрушения трещина разрушения догоняет тре1цину сетзебра и завершающая стадия разрыва происходит путем роста трещин разрушения. С увеличением нагрузки это явление наблюдается более отчетливо. В ориентированном состоянии после вытяжки полимера крейзов не наблю- [c.321]

При вытяжке полимеров наблюдается процесс молекулярной ориентации. Последняя может быть заморожена последующим охлаждением вплоть до хрупкого состояния полимера. При одноосной вытяжке, имеющей наибольшее практическое значение, молекулярная ориентация характеризуется функцией распределения ориентаций сегментов полимерных цепей относительно оси вытяжки. Мерой степени ориентации служит среднее значение квадрата косинуса <соз2 0>, где 0 — угол между сегментом и осью вытяжки. При <со52 0> = /з сегменты распределены по всем направлениям равномерно (неориентированный материал), при <со520> = 1 все сегменты ориентированы вдоль оси вытяжки (предельно ориентированный материал). [c.326]

Полиэфируретаны принадлежат к кристаллизующимся полимерам, чем объясняется высокая их прочность, несмотря на сравнительно низкий для полимеров молекулярный вес. Холодная вытяжка полимера способствует орпеитации кристаллитных образований и дальнейшему увеличению прочности. Предел прочности при растяжении возрастает в 5 раз (от 500 до [c.733]

Сложный характер влияния ориентации на структуру аморфных застеклованных полимеров не позволяет достаточно точно прогнозировать характер изменения проницаемости при холодной вытяжке полимеров. В ряде случаев, например для полистирола и поливинилбути-раля начальная величина проницаемости после холодной вытяжки полимерного стекла не изменяется. [c.147]

Давно замечено - , что с увеличением степенн вытяжки полимер переходит из хрупкого в вынужденно-эластическое состояние. Следовательно, ориентация влияет на прочностное состояние твердого полимера так же, как и повышение температуры. С уве-личенпем степени вытяжки хрупкая прочность полимера растет быстрее, чем предел вынужденной эластичности (рнс. 81). При некотором значении критической вытяжки прочность станет равной, а затем превзойдет предел вынужденной эластичности а . [c.137]

Как показали Шишкин и Милагин , степень вытяжки полимера не может правильно характеризовать степень ориентации молекул твердого полимера даже, если необратимое течение при вытяжке отсутствует. Р1з их опытов с полиметилметакрилатом следует, что чем выше температура, тем меньше молекулярная ориентация при одной и той же величине вытяжки. В других работах эти же авторы установили, что прочность волокон однозначно связана с величиной двойного лучепреломления независимо от технологии вытяжки. Сама по себе степень вытяжки, даже если при вытяжке происходила только высокоэластическая деформация, не является однозначной характеристикой прочности. [c.139]

Ориентационная вытяжка полимеров может привести не только к ориентации осей макромолекул в направлении вытяжки, но и к увеличению степени кристалличности полимера. Изменения е и е", вызванные увеличением кристалличности ири вытяжке полимера, могут оказаться большими, чем изменения, обусловленные ноявлением анизотропии вследствие ориентации. Кроме того, в некоторых случаях ориентация ириводит к появлению дополнительных максимумов релаксационных диэлектрических потерь при 7 < 7с, которые не наблюдались у неориентированных полимеров [4, с. 141]. [c.94]

В качестве примера для иллюстрации предельных состояний полимера (состояний, в которых происходит разрушение) рассмотрим диаграмму нагрузка — деформация полимера (рис. 4.3) при различных температурах (или при различных скоростях деформации). Кривая 1 отвечает хрупкому разрушению образца, при котором разрушению предшествуют лишь упругие деформации. В этом случае разрывное напряжение стхр равно прочности полимера. Кривая 2 отвечает разрушению полимера выше температуры хрупкости Тхр — в нехрупком стеклообразном состоянии, при котором разрушению предшествует вынужденная высокоэластическая деформация, развивающаяся в полимере при достижении предела вынужденной высокоэластнчности Оа. При переходе напряжения через значение сГв образец теряет устойчивость при малом приращении напряжения происходит большое приращение высокоэластической деформации. В этом случае под прочностью полимера понимается предел вынужденной высокоэластичности. Разрывное напряжение ар несколько больше ав, так как в процессе вытяжки полимер упрочняется. Материал в этом случае характеризуется двумя предельны- [c.62]

Интересные данные о строении неупорядоченных областей были получены методом ЯМР широких линий, см. [88]. Найдено, что для ориентированных ПЭ, ПП, ПЭТФ, ПОМ, ПВС, найлона 66 существует явная зависимость спектра ЯМР от угла расположения оси ориентации полимеров относительно направления магнитных силовых линий спектрометра. Анализ этих зависимостей позволил сделать вывод, что сегменты макромолекул в аморфных областях в среднем ориентированы вдоль оси вытяжки полимеров, см. [88]. Известно, что методом ЯМР можно изучать характер движений молекулярных сегментов в некристаллических областях, который связывают с у-релаксациоиным низкотемпературным переходом. Результаты работ, обсуждаемых в [88], показали, что наиболее характерным типом движений являются вращения сегментов вокруг осей, которые приблизительно фиксированы в пространстве. [c.123]

Этот вывод представляется важным для обсуждения модели устройства неупорядоченных областей (см. раздел II. 5). В ориентированных полимерах молекулярное движение существенно ослаблено по сравнению с исходным состоянием и в тем большей степени, чем выше вытяжка полимеров. Для многих полимеров были зарегистрированы не только широкие и узкие линии ЯМР-спектра, отвечающие колебаниям сегментов в кристаллических и малоупорядоченных областях, но и линии с промежуточной шириной, интенсивность которых возрастала по мере увеличения вытяжки (M Mahon, см. [88]). Например, для найлона 66 около 47% от некристаллической фракции дают вклад в эту линию. Для высокоориентированного ПЭ только 2% сегментов дают вклад в узкую компоненту. [c.123]

Идея о возможном переплавлении полимерного материала в области шейки была высказана еще в 1953 г. Каргиным и Со-головой [59]. Они предположили, что кристаллиты вследствие цепного строения молекул должны обладать зависимостью температуры плавления от ориентации кристалла относительно действующих на него сил . Кроме того, высказывались предположения, что разогрев материала в области шейки, обусловленный работой пластической деформации по разрушению ламелей [60], может быть настолько велик, что повысит температуру полимера до Гпл. Действительно, холодная вытяжка полимеров только вначале, в упругой области, носит эндотермический ха-зактер. Образование же шейки происходит с выделением тепла 61—64]. Однако подъем температуры недостаточен для плавления полимера [61]. [c.200]

По механич. поведению С. с. можно разделить на хрупкое, к-рое реализуется ири темн-рах ниже хрупкости температуры, и нехрупкое (см. также Прочность). Нехрупкое С. с. характеризуется том, что при достаточно медленном растяжении при напряжениях, превышающих предел вынужденной высокоэластичности, происходит вытяжка полимера. Молекулярная ориентация, возникшая при этом, сохраняется после разгрузки практически неограниченно долго при T iT (см. Высокоэластичность вынужденная). [c.251]

Скорость роста микротрещин и их перерастания в макротрещины зависит от строе-лия и формы микротрещин. У полимеров строение трещин зависит от особенностей их структуры и молекулярной организации. Если в поликристаллических низкомолекулярных телах трещина подобна щели, то в полимерах она как бы перехвачена тяжа-ми из ориентироваииого полимерного ма- иСОо териала, что схематично изображено на а., рис. 133. Образование таких тяжей в микротрещинах свидетельствует о структурных аномалиях в этих областях, что сказывается на деформации полимеров. Деформации полимеров, как известно, в стеклообразном состоянии очень малы, а в области микротрещин они возрастают и может происходить ориентационная вытяжка полимера. Это является специфическим свойством полимеров, обусловленным размерами, формой, гибкостью макромолекул и структуро-образованием в полимерах. Образовавшиеся тяжи несколько замедляют рост трещин, но по мере их растяжения и возрастания напряжения они разрываются и трещина разрастается в определенном направлении, переходя в макротрещину, вплоть до разрыва образца. [c.226]

Высокомолекулярные соединения (1981) -- [ c.287 , c.296 , c.406 , c.423 , c.469 ]

Высокомолекулярные соединения Издание 2 (1971) -- [ c.203 , c.210 , c.306 , c.321 , c.358 ]

Высокомолекулярные соединения Издание 3 (1981) -- [ c.287 , c.296 , c.406 , c.423 , c.469 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология