Молекулярная. масса и прочность полимеров

Во всех случаях с увеличением молекулярной массы прочность полимеров возрастает. Кроме сил межмолекулярного взаимодействия на свойства полимеров существенное влияние оказывают межмолекулярные зацепления, которые также соединяют друг с другом отдельные группы макромолекул. Поэтому перелом кривой зависимости вязкости при нулевой скорости сдвига от молекулярной массы (рис. 2.3) обычно объясняют появлением молекулярных зацеплений. Уровень реализации сил межмолекулярного взаимодействия зависит от расстояния между участвующими во взаимодействии элементами химической структуры, поскольку в первом приближении эти силы убывают пропорционально седьмой степени этого расстояния. Поэтому рассмотрим состояния, в которых может существовать полимер и которые характеризуются различными значениями удельного объема и разной степенью молекулярной упорядоченности. [c.40]

Молекулярная масса. С ростом молекулярной массы в полимере сначала возникает, а затем и совершенствуется флуктуационная сетка. Это приводит к увеличению поглощения энергии при деформации в момент роста трещины. Прочность увеличивается с ростом молекулярной массы до определенного предела, соответствующего полному формированию надмолекулярной структуры, после чего далее меняется незначительно. В области молекулярных масс более 50—100 тыс. прочность мало зависит от молекулярной массы. [c.206]

Независимо от природы исходных мономеров и способа синтеза цепи всех полиамидов содержат сильно полярные, способные к образованию водородной связи группы —СО — NH—. Благодаря сильному межмолекулярному взаимодействию, обусловленному этими группами, полиамиды представляют собой труднорастворимые высокоплавкие полимеры с температурой плавления порядка 180—250°С. Небольшой интервал плавления (3—5°С) свидетельствует об их высокой степени кристалличности и малой полидисперсности. Молекулярная масса технических полимеров колеблется в пределах 8000—25 000. Несмотря на сравнительно небольшую степень полимеризации, эти полимеры в ориентированном состоянии отличаются прочностью и эластичностью, что связано с большим межмолекулярным взаимодействием. При вытяжке на 350—500% прочность на разрыв достигает 4000— 4500 кгс/см2. [c.311]

По представлениям Марка и Мейера (см., например, книгу Алфрея ), полимер с низкой молекулярной массой рвется в результате скольжения цепей и преодоления главным образом межмолекулярных сил. Начиная с некоторой степени полимеризации, тем меньшей, чем сильнее взаимодействие цепей полимера, достигается прочное состояние полимер разрушается в результате разрыва химических связей макромолекул. С дальнейшим увеличением молекулярной массы прочность практически не зависит от длины цепи. По Сукне и Харрису , прочность ацетата целлюлозы [c.128]

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]

Высокая молекулярная масса этих полимеров позволяет получать на их основе термопластичные покрытия с комплексом ценных физико-механических показателей высокой эластичностью, достаточной твердостью, хорошей механической прочностью и т. п. [c.89]

Влияние примесей в мономерах может приводить к противоположным результатам. С одной стороны, примесная частица способна стать мостиком , соединяющим макромолекулы в сетчатую структуру. В результате уменьшаются текучесть и растворимость полимера, усиливается его жесткость. С другой стороны, вступая в соединение с растущей цепью, примесная частица может блокировать рост цепи, в результате прекращается наращивание относительной молекулярной массы и полимер утрачивает нужные качества. Именно повышение чистоты мономера явилось причиной омоложения одного из старых пластиков—поливинилхлорида. Его механическая прочность, термо- и морозостойкость неузнаваемо улучшились благодаря углубленной очистке исходного винилхлорида и вспомогательных материалов. Весь опыт использования полимерных материалов в технике показал, что в ближайшее десятилетие необходимо делать упор не столько на ассортимент вырабатываемых полимеров с различными наборами свойств, сколько на Отработку надежной технологии очистки исходных продуктов для ограниченного числа важнейших продуктов. [c.40]

При высоком значении средней молекулярной массы для полимера обычно характерна слабая зависимость прочности от степени полидисперсности. В некоторых случаях показатели механических свойств смесей фракций разной молекулярной массы выражаются как средневзвешенные из этих показателей для фракций [c.66]

Практическое решение задачи повышения когезионной прочности применением стереорегулярного полиизопрена с высокой молекулярной массой и узким ММР весьма проблематично, несмотря на то, что синтез такого полимера вследствие успехов в области полимеризации под влиянием комплексных катализаторов принципиально возможен. Переработка высокомолекулярного полимера чрезвычайно затруднительна и связана с сильной деструкцией полиизопрена, что приводит к резкому снижению молекулярной массы, расширению ММР и, следовательно, к понижению когезионной прочности. [c.227]

Рост прочности у синтетического полиизопрена без полярных групп с большой молекулярной массой и узким молекулярно-массовым распределением можно достаточно полно объяснить в рамках теории вязкоупругости линейных полимеров [23]. Высокие напряжения при деформации сажевых смесей стереорегулярных модифицированных полимеров, как было показано, связаны с их способностью к кристаллизации. Роль стереорегулярности в кристаллизации полимеров очевидна [24, с. 145—173 25 26, с. 205— 220]. Полярные группы увеличивают общее межмолекулярное взаимодействие и вязкость системы, усиливают взаимодействие с наполнителем за счет образования химических связей и адсорбционного связывания, которое способствует и увеличению напряжения при деформации и собственно кристаллизации, а также повышают суммарную скорость кристаллизации вследствие ускорения ее первой стадии — зародышеобразования. [c.235]

Благодаря высокой температуре стеклования блоков поли-а-метилстирола термоэластопласты на основе а-метилстирола выгодно отличаются от термоэластопластов на основе стирола более широким температурным интервалом, в котором сохраняются прочность и эластические свойства материала, при этом с увеличением содержания а-метилстирола температуростойкость полимера повышается. По-видимому, это объясняется уменьшением влияния эластичной фазы на текучесть термоэластопласта в связи с понижением ее доли в полимере, а также повышением молекулярной массы поли-а-метилстирольных блоков. [c.289]

Характерно, что сопротивление разрыву модифицированных бутандиолом полимеров намного выше прочности немодифицированных образцов благодаря взаимодействию уретановых групп в прилежащих к кристаллическим блокам аморфных участках. С возрастанием молекулярной массы блоков повышается степень [c.538]

Огромная молекулярная масса и соответствующие ей силы молекулярного взаимодействия придают полимерам высокую прочность, а эластомерам в то же вре.мя — способность к большим обратимым деформациям. Изменяя строение и длину цепи, чередование звеньев, составляющих молекулу полимера, состав исходных мономеров, условия проведения синтеза и последующую обработку, можно создавать высокомолекулярные соединения с самыми разнообразными свойствами. В полимерах наряду с кристаллическими областями имеются области с неупорядоченным [c.187]

Конверсия этилена в полиэтилен и свойства полученного полимера зависят от температуры, давления, концентрации инициатора и времени полимеризации. При повышении давления увеличиваются степень конверсии, молекулярная масса, плотность и механическая прочность полиэтилена. При повышении температуры степень конверсии падает, а остальные показатели увеличиваются. Повышение концентрации кислорода приводит к увеличению степени конверсии и снижению молекулярной массы полимера. Оптимальное время процесса составляет 1—3 минуты, дальнейшее увеличение его не влияет на степень конверсии этилена в полиэтилен. [c.389]

Кремнийорганические полимеры — вещества с высокой молекулярной массой, имеющие пространственное строение с большим числом поперечных связей, которые определяют жесткость и прочность полимера. Онн обладают высокой термической и химической устойчивостью. [c.189]

Прочность зависит от времени действия нагрузки, температуры и других факторов, а также от структуры полимера, наличия различных дефектов и других особенностей структуры, нанример молекулярной массы, молекулярной ориентации и т. д. Полимеры обладают как общими для твердых тел, так и специфическими [c.280]

Теоретическая прочность существенно зависит от структуры полимера и, в частности, от степени молекулярной ориентации. Для предельно ориентированного полимера при малых молекулярных массах, когда разрушение идет не за счет разрыва химических связей, а путем относительного сдвига полимерных цепей и преодоления межмолекулярных сил, теоретическая прочность зависит от молекулярной массы. При больших молекулярных мас сах разрушение происходит путем разрыва полимерных цепей. Расчеты прочности последних сделаны пока для полиэтилена и капрона [5]. Для этих полимеров в предельно ориентированном состоянии теоретические прочности в направлении ориентации соответственно равны 3,52-Ю и 3,00-10 МН/м2, а в поперечном направлении — 0,26-10 МН/м (для капрона). [c.282]

В зависимости от принятой технологии, например свободно-радикальной полимеризации мономеров, могут существенно изменяться молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение полимеров, соотношение в макромолекуле звеньев различной структуры и их взаимное расположение. А это, в свою очередь, влияет на важнейшие свойства полимера — его вязкость (важно при переработке), прочность, эластичность, плотность, твердость и другие показатели, определяющие эксплуатационную пригодность полимера. [c.80]

Полярность полимера. Увеличение межмолекулярного взаимодействия в целом приводит к росту прочности. Так, кривая зависимости прочности от молекулярной массы для полиамидов проходит выше, чем для полиолефинов. Однако какие-либо количественные характеристики влияния полярности на прочность полимеров затруднительны, поскольку при переходе от одного полимера к другому одновременно с изменением полярности обычно изменяются молекулярная масса, кристалличность и т. п. [c.206]

В стереорегулярных полимерах, благодаря упорядоченному расположению боковых групп, достигается очень близкое расположение как главных цепей, так и боковых групп. Все это способствует проявлению действия межмолекулярных сил. В результате этого стереорегулярные полимеры характеризуются высокой степенью кристалличности, обладают более высокими молекулярными массами, меньшей растворимостью, повышенными механическими свойствами, олее высокой температурой плавления (размягчения), чем это имеет место у атактических полимеров. Последние — обычно аморфные массы, легче растворяются", обладают низкой механической прочностью, теплостойкостью. Понятно, почему в промышленности главное внимание обращается на получение именно стереорегулярных полимеров (стереоспецифическая полимеризация). [c.250]

Для полимеров характерны некоторые особенности, такие, как высокоэластическое состояние в определенных условиях, механическое стеклование, способность термореактивных макромолекул образовывать жесткие сетчатые структуры. Механическая прочность полимеров возрастает с увеличением их молекулярной массы, при переходе от линейных к разветвленным и далее сетчатым структурам. Стереорегулярные структуры имеют более. высокую прочность, чем полимеры с разупорядоченной структурой. Дальнейшее увеличение механической прочности полимеров наблюдается при их переходе в кристаллическое состояние. Например, разрывная прочность кристаллического полиэтилена на 1,5—2,0 порядка выше, чем прочность аморфного полиэтилена. Удельная прочность на единицу площади сечения кристаллических полимеров соизмерима, а на единицу массы на порядок превышает прочность легированных сталей. [c.361]

С уменьшением молекулярной массы прочность кристаллического полимера понижается и точка разры.ва В (см. рис. 30) сме- цается по кривой. деформации влево. Прочность при этом может [c.67]

Если молекулярная масса линейного полимера достаточно высока (практически больше 50 ООО), то влияние ее на прочность высокополнмера в твердом и высокоэластическом состояниях несущественно. Прочность при растяжении твердых полимеров зависит от молекулярной массы примерно так, как это изображается известной схемой Марка (рис. 76). [c.128]

Прочность высокополимера мало зависит от характера молекулярномассового распределения, а в основном определяется среднемассовым значением молекулярной массы. Р1наче говоря, полидисперснссть мало сказывается на механических свойствах полимеров с большой молекулярной массой. Для полимеров с низкой и средней молекулярной массой полидисперсность существенно сказывается на прочности . [c.129]

Наиболее эффективно ускоряющее действие ультразвука в условиях, обеспечивающих возникновение кавитации. Известно, что при ультразвуковой обработке в режиме кавитации наряду с ускорением процесса растворения высокомолекулярных веществ необратимо снижается вязкость растворов полимеров, а следовательно, и молекулярная масса [101]. Снижение молекулярной массы пленкообразующего полимера при растворении нежелательно, так как влечет за собой неизбежное уменьшение его механической прочности. Прочность пленочных материалов с большим содержанием капсулируемого вещества, как правило, невелика, вследствие сокращения несущего сечения пленки пропорционально объемной доле капсул. Избежать деструктирующего действия ультразвука в процессе приготовления раствора полимера можно лишь эмпирическим подбором режима озвучивания смешиваемых компонентов, использованием полимеров в предварительно разрыхленном виде (например, порошков или хлопьев), дозированным введением полимера в растворитель. Соблюдение оптимального режима ультразвукового приготовления растворов полимеров позволяет повысить скорость растворения более чем на 100 [c.100]

Органические растворители, включая амидные, не растворяют линейные немодифицированные полиимидные волокна. Это затрудняет определение молекулярной массы и молекулярно-массового распределения волокнообразующих полиимидов. Установлено, что полиимиды могут быть растворены в кипящих азотной или серной кислотах, а также в расплаве треххлористой сурьмы. Логарифмическая вязкость волокнообразующих полимеров, определенная в указанных растворителях, составляет 1,0— 1,3 [118]. Зависимость прочности полиамидокислотных волокон- от молекулярной массы соответствующих полимеров носит 5-образный характер предел прочности при растяжении достигает максимального значения при молекулярной массе, равной 140 ООО, и при дальнейшем росте молекулярной массы прочность волокон практически не изменяется [121]. [c.122]

Тенденции повышения производительности оборудоаания, снижение объема используемых растворителей, повышение прочности и усталостных свойств волокон обусловливают необходимость повышения молекулярной массы перерабатываемых полимеров и повыщения концентрации иопользуемых растворов. Однако это затрудняется ростом вязко сти и повышением степени структурирования расплава или раство ра, часто сопров ождающееся ухудшением его макрогетерогенности. [c.68]

На основе синтетического полиизопрена могут быть получены смеси с высокой когезионной прочностью только в случае применения полимера с чрезвычайно большой молекулярной массой (около 1,5-10 ) и узким молекулярно-массовым распределением, причем расширение MiMP даже при сохранении больших значений средней молекулярной массы приводит к падению когезионной прочности (рис. 1). [c.227]

Резиновые смеси на основе ТПА, как и в случае НК, вследствие кристаллизации самоусиливаются при растяжении. Прочность невулканизованных резиновых смесей с 50 ч. (масс.) сажи может достигать 8—10 МПа, а с 75 ч. (масс.) сажи и 45 ч.(масс.) ароматического масла 1,5—2,0 МПа [38], Когезионная прочность смесей кроме степени наполнения определяется молекулярной массой полимера и регулярностью построения его цепи (рис, 2,3), [c.324]

Получение исходного материала (полупродукта). Для синтетических волокон это синтез полимеров — получение смолы. При всем разнообразии исходных полимерных материалов к ним предъявляются следующие общие требования, обеспечивающие возможность формования волокна и достаточную прочность его а) линейное строение молекул,позволяющее растворять или плавить-исходный материал для формования волокна и ориентировать молекулы в волокне б) ограниченная молекулярная масса (обычно от 15000 до 100 000), так как при малой величине молекулы не достигается прочность волокна, а при слишком большой возникают трудности при формовании волокна из-за малой подвижности молекул в) полимер должен бЕлть чистым, так как примеси, как правило, сильно понижают прочность волокна. [c.208]

Будучи гибкой, полимерная цепь непрерывно флуктуирует, приобретая всевозможные конформации. Множественность конформаций непосредственно связана с вязкоупругими свойствами полимеров и во многом определяет их высокоэластичпость. Молекулярная масса, характеризуемая степенью полимеризации, влияет на текучесть полимерных расплавов и растворов, а также на деформируемость и прочность полимерных тел. С ростом степени полимеризации механическая прочность и вязкость полимеров увеличиваются. С вязкостью полимерных веществ связаны релаксационные процессы, протекающие при различных механических воздействиях. Очевидно, что чем выше молекулярная масса, тем больше время, необходимое для устаповлеиия равновестюго состояния нри механическом воздействии на него. [c.48]

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]

Изложенным в этих главах материалом не исчерпывается проблема прочности полимеров. Так, не рассматривались статистическая теория прочности и влияние масштабного фактора на прочность, влияние молекулярной массы полимера и молекулярной одиента-ции на долговечность и разрушение полимеров, а также влияние физически и химически агрессивных сред на прочность полимеров. Читатель может восполнить этот пробел в цитируемой литературе. [c.352]

Механодеструкция — деструкция полимеров под действием механических напряжений, возникает при механической переработке полимера (вальцевание, экструзия, измельчение, прессование, ка-ландрование и т. д.). Силы межмолекулярного сцепления макромолекул превышают прочность С = С-связи, поэтому при механическом воздействии на полимер происходит разрыв отдельных связей с образованием макрорадикалов. При механодеструкции в инертной атмосфере молекулярная масса снижается до которая определяется равенством энергии межмолекулярного взаимодействия и прочности наиболее слабой С —С-связи в полимере. Большое значение имеют вид механического воздействия, загрузка, температура, среда. [c.246]