Температура максимума механических потерь

Рис. 2.10. Зависимость от линейной частоты деформации обратной температуры соответствующей максимуму механических потерь (/) и температуры (2), опреде-

Исследование диэлектрических свойств полимеров в широких температурно-частотных диапазонах является одним из наиболее эффективных способов установления особенностей их строения. Однако отклик полимерной системы на воздействие электрического поля определенной частоты отнюдь не эквивалентен механическому отклику . Поэтому, хотя метод диэлектрических потерь может быть применен для выявления области стеклования или размягчения полимеров, температура максимума диэлектрических потерь может достаточно существенно отличаться от температуры структурного стеклования, так же как частота (при заданной температуре соответствующая максимуму) может отличаться от частоты механического стеклования. Именно несовпадение релаксационных переходов, отвечающих электрическим или механическим воздействиям, по температурной или частотной шкале дает дополнительную информацию об уровнях структурной организации полимеров. [c.183]

Изложенные выше результаты проясняют общую картину расслаивания в сополимерах. Различия в температурах основного и побочного максимумов механических потерь определяются условиями полимеризации. На рис. 13 показаны зависимости температур Гд тах-при которых наблюдаются максимумы потерь, от средней степени полимеризации Рг для образцов, полученных в различных условиях. Для химически гомогенного сополимера температура максимума механических потерь составляет 20 °С. Любое отклонение от нее указывает на расслаивание независимо от числа наблюдаемых [c.81]

Рис. 4.5. Зависимость температуры максимума механических потерь Г , от толщины оставшегося слоя покрытия (ЭД-20+л-ФДА)

Процесс наблюдается только в присутствии в полимере активного наполнителя. Для полимеров, указанных в табл. I. 1, время релаксации -процесса при 20 °С равно величине порядка 1 с. Отчетливо наблюдается соответствующий максимум механических потерь. Считается, что этот максимум связан с изменением сегментальной подвижности в адсорбционном (граничном) слое полимера, поэтому энергия активации данного процесса выше, чем процесса стеклования. -Процесс происходит без перестройки в целом сажевой структурной пространственной сетки, так как частицы сажи проявляют подвижность при более высоких температурах и больших временах наблюдения. [c.63]

Переход от упругой деформации к высокоэластической у полимеров сопровождается прохождением кривой механических потерь через максимум (рис. 2.7), поэтому Гм определяется как температура, которой соответствует максимум механических потерь [2.4]. [c.43]

Механическое стеклование определяется частотой или временем механического воздействия, а структурное — тепловым режимом (скоростью охлаждения). Опыт показывает, что оба процесса стеклования независимы и их можно экспериментально разделить. Значение Тм соответствует максимуму механических потерь (см.. рис. 2.7), а Тс Р — точке излома на кривой тепловой усадки (см. рис. 2.5). Если тепловой режим охлаждения задан, то тем самым задана Тс р. При этом механическое воздействие может производиться независимо от теплового. Меняя режим механического воздействия, можно получать различные Тс . И наоборот, меняя скорость охлаждения, можно наблюдать различные Те при постоянной температуре механического стеклования, если задана частота внешнего воздействия. Например, эластомер НК (натуральный каучук) при медленном охлаждении со скоростью т= 1 К/мин стеклуется при температуре — 200 К. Выше этой температуры структура полимера является равновесной, что соответствует жидкому состоянию. Подвергая НК выше этой температуры механическим воз- [c.46]

При скольжении полимерного образца со скоростью 1 мм/мин шероховатости его поверхности испытывают деформацию сжатия с частотой 100 МИН . Из рис. 13.5 видно, что низкотемпературный максимум механических потерь наблюдается примерно при той же температуре, что и максимум силы трения. [c.366]

Возбуждение сегментов электрическим полем происходит труднее, так как электрические силы действуют только на полярные участки сегмента. Б этом основная причина, что а-максимум механических потерь находится ниже а-максимума диэлектрических потерь. В тех случаях, когда полярность сегмента на всех участках одинакова (как для полярных, так и для слабополярных полимеров), температуры в механических и диэлектрических полях совпадают, а высота а-максимумов в электрических полях различна в зависимости от степени полярности полимеров. [c.245]

На рис. III. 48 представлены отношения D1/D2 для разных температур, причем в качестве основы для сравнения были взяты размеры частиц с поверхностным слоем при 90 °С. На построенной зависимости в области, в которой наблюдается максимум механических потерь, также обнаруживается максимум. Такое совпадение связано с тем, что при этой температуре время проведения эксперимента сопоставимо со средним временем релаксации полимерной матрицы. (Выше уже отмечалось, что толщина поверхностного слоя зависит от частоты воздействия.) При температуре, соответствующей максимуму механических потерь, времена релаксации в поверхностном слое больше характерного времени экспериментальной шкалы, поэтому этот слой не может существенно деформироваться. В то же время на больших удалениях от границы раздела фаз времена релаксации полимера сопоставимы с временем воздействия, и поэтому общая деформация материала определяется деформацией этих более удаленных слоев. [c.148]

Высокотемпературные максимумы механических потерь для обоих полимеров проявляются несколько выше их температур структурного стеклования, что объясняется релаксационным характером данного процесса. Близость температур структурного и механического стеклования дает основание считать, что молекулярный механизм этих процессов связан с изменением сегментальной подвижности, причем эффективные размеры механических сегментов больше, чем тепловых . [c.564]

Для соединений, у которых п равно 2 и 4, дисперсия в той области температур, в которой наблюдается максимум динамических потерь в полиэтилене, отсутствует. Для соединений с п, равным 5 и б, вблизи —125° на температурной зависимости потерь наблюдается плато, а при п, равном 9 и 12, при —130° появляется четко фиксируемый максимум механических потерь. Таким образом, из рис. 1 отчетливо видно резкое изменение формы температурной зависимости механических потерь при переходе соединений с = 4 к соединениям с = 5. [c.159]

Удовлетворительное согласие между температурами максимума тангенса угла диэлектрических потерь, максимума механических потерь и минимума наблюдается также и для высокомолекулярных полиоксиэтиленов [c.250]

Столь широкий температурный диапазон проявления вынужденной высокоэластичности фенилона (около 350 °С), по-видимому, обусловлен наличием согласованных (кооперативных) форм молекулярной подвижности, обеспечивающих кинетическую гибкость цепей [44], которая исчезает только около —70 °С. Именно при этой температуре для фенилона обнаружен максимум механических потерь при испытаниях с помощью крутильного маятника при 1 Гц [45]. [c.199]

Можно полагать, что зависимость температуры стеклования аморфной прослойки от степени кристалличности определяется двумя факторами 1) характером надмолекулярной организации полимерных цепей в кристаллических областях и 2) физическим состоянием аморфной прослойки. Естественно, что эти же факторы влияют и на положение и интенсивность максимумов механических потерь. [c.152]

При переходе от упругой деформации к высокоэластической механические потери к сначала возрастают, а затем уменьшаются (рис. 4.4). Температура механического стеклования Гм определяется обычно как температура, соответствующая максимуму механических потерь. Законо- [c.112]

Как следует из уравнения (4.5), температуры релаксационных а- и Р-переходов, которым соответствуют максимумы механических потерь, определяются для а-пере-хода уравнением (4.6), а для -перехода аналогичным ему уравнением (4.42) [c.148]

Рис. 4.22. Зависимость логарифма частоты 1б соответствующей максимуму механических потерь, от обратной температуры для а-процесса (/) и 1 , п для р-процесса (2) для эластомера с Тс = 250 К и То=200 К.

Тем не менее обобщенные кривые представляют интерес, так как наличие максимумов на частотной зависимости модуля потерь дает информацию о различных релаксационных процессах. В этом отношении интересны данные Виницкого, приведенные для вулканизата НК при 23°С (рис. 4.7). При этой температуре наблюдается высокочастотный максимум механических потерь, который относится к а-процессу, и низкочастотный с временем релаксации с, соответ- [c.181]

Экспериментально механические потери в зависимости от температуры измерялись для наполненного 20% (об.) технического углерода ПМ-100 вулканизата СКС-ЗОА при двух частотах 1=3,Ы0 с и Ю2= 1,6-10 с . Для 0)1 температура а -максимума механических потерь согласно расчету составляет —16 °С при а она равна 75 °С. Экспериментально эти максимумы (рис. 5.4) наблюдаются при —5 С и при 85 °С (рис. 8.7). Согласие расчета с экспериментом можно считать удовлетворительным . [c.248]

При динамических механических измерениях максимум обнаруживается в области температур от 10 до 25°С, но возможно, что столь высокие значения обусловлены применением относительно высоких частот (100 гц). Если частота механических измерений снижается до 1 гц, то максимум механических потерь в . 6 , 71 сдвигается примерно к 0° С. Это значение не совпадает со значением температуры перехода, которая, согласно обычным данным дилатометрических измерений, составляет от —20 до —18° С. [c.267]

В связи с тем что релаксационные свойства полимеров тесно связаны с их структурой, представляет интерес исследование процессов релаксации с одновременным наблюдением структуры полимеров прямыми оптическими и рентгенографическими методами. Так, для ПП, кроме широко известных областей релаксации при температуре стеклования и температуре плавления, нами был обнаружен еще один максимум механических потерь при температуре на 50—70 град ниже температуры плавления Гпл. Положение этого максимума на температурной шкале зависит от температуры кристаллизации ПП [89]. Высота максимума также изменяется в зависимости от температуры кристаллизации и частоты. [c.32]

Переход от упругой деформации к высокоэластической у полимеров сопровождается возрастанием механических потерь и прохождением их через максимум (рис. II. 12). В соответствии с этим температура механического стеклования Ти. с определяется как температура, которой соответствует максимум механических потерь. Ее следует рассматривать как температуру, при которой практически перестает проявляться высокоэластичность.. Амплитуда деформации не влияет На Гм. с, так как по условию деформация достаточно мала. При больших напряжениях и деформациях у полимеров возникакзт качественно новые явления (вынужденноэластические деформации и разрушение). Закономерности, аналогичные представленным на рис. II. 11 и II. 12, наблюдаются, как было отмечено выше, при действии на полимеры переменных электрических полей. В этом случае роль модуля упругости играет диэлектрическая проницаемость, а механических потерь — диэлектрические потери. Электрические, поля действуют на те структурные [c.97]

Природа низкотемпературного максимума силы трения объясняется существованием максимума механических потерь, так как роль гистерезисных потерь при трении полимера в стеклообразном состоянии возрастает. При переходе полимеров из стеклообразного в высокоэластическое состояние изменяется молекулярный механизм трения, связанного с механическими потерями в объеме, что приводит к появлению резко выраженного максимума. Природа этого явления состоит в следующем. Упругие свойства полимеров в высокоэластическом состоянии практически не изменяются (т. е. модуль упругости onst), поэтому 5ф при постоянной нагрузке остается практически постоянной. При возрастании модуля упругости в результате понижения температуры 5ф резко уменьшается [c.365]

Рпс. 32. Зависимость скорости вука с (/) и тангенса уг.ла механических потерь tg (2) от температуры в полнтетрафтор- >ти. ене вблизи (Т —тем-яература максимума механических потерь — высокотемпературная граница релаксационного процесса). [c.94]

Рис. 8.19. Значения температуры Гмакс (по Хофману, Пассаглиа, Уильямсу), прп которой наблюдается максимум механических потерь при частоте 1 Гц, для ус-про-цесса в монокристаллических матах полиэтилена (для сравнения приведены также данные, относящиеся к низкотемпературному процессу, наблюдаемому для -парафинов в полистирольной матрице)

Положение максимума механических потерь у образцов (СНз)2ПОФ в сильной мере зависит от их предыстории. У образцов, полученных литьем под давлением, максимум tgo наблюдается при 20 °С отжиг образцов при высокой температуре смещает положение максимума до —50 °С поведение образцов, полученных в лабораторных условиях, согласуется с поведением отожженных образцов. У большинства образцов вблизи —115°С наблюдается плато на температурной зависимости потерь при исследовании очень тонких пленок, обработанных водой, это плато может переходить в довольно четко выраженный пик. Тщательная сушка пленок полностью устраняет этот максимум потерь. [c.129]

Качественная трактовка этого явления в рамках механизма атермического разрушения следует из того, что при температуре перехода наблюдается максимум механических потерь. Так как при этом для разрушения требуется максимальная энергия, то максимуму потерь соответствует и максимальное разрывное напряжение. При увеличении скорости растяжения до 5,2-10 мм/с температура перехода и максимум потерь смещаются до —80 °С. При более высоких температурах (но ниже 0°С) наблюдается скачок прочности при переходе из хрупкого в квазихрупкое состояние. Температура перехода Гхр зависит от скорости растял<ения. Для скорости 2,1мм/с время до разрыва (долговечность) равно 10 с, а для скорости 0,21 мм/с—10 с. Соответствующие этим значениям времена релаксации р-процесса дают температуры перехода Тр, совпадающие со значениями Тхр. [c.204]

Однако нри температуре а-процесса Та, находящейся выше Тс, обнаруживается значительный максимум механических потерь. Это должно приводить к относительному увеличению энергии разрушения и увеличению разрывного напряжения при температуре Т. Для смесей ПВХ с бутадиен-нитрильными эластомерами такую корреляцию между а-максимумами механических потерь при температурах механического стеклования Tai и Tq и максимумами прочности наблюдал Тхакахов [7.46]. [c.213]

Для проведения динамических измерений из большого куска пленки вырезали полоски длиной 70 мм и шириной 12 мм при толщине пленки около 0,4 мм. Аналогичные образцы вырезали из полиэтиленовой пленки (марлекс-6050), полученной литьем. Положение а-, -и удиснерсий на температурной шкале определяли по максимумам механических потерь и резкому снижению модуля упругости. Измерения механических характеристик образцов выполняли с помощью торсионного маятника при частоте около 1 гц в интервале температур от —200 до +100°. [c.158]

Механические потери, или диссипация упругой энергии, в области стеклования полимеров связаны с проявлением а-релаксации при периодических деформациях. Ситуация, возникающая в области стеклования (иначе говоря, в переходной области) видна из рис. 4.4. Для эластомеров характерно, что максимум механических потерь (х, tg б) наблюдается при температуре, лежащей в области перехода из упругого состояния в высокоэластическое. Это может быть температура, соответствующая перегибу термомеханической кривой. В ряде случаев он наблюдается при температуре, где амплитуда деформации е достигает 10% от амплитуды деформации на высокоэластическом плато е о. Отношение Кп = в практике механических испытаний резин называют коэффициентом морозостойкости. Эта относительная величина по смыслу является коэффициентом, характеризующим степень развития высокоэластической деформации при данных условиях опыта. Так, для ряда технических резин экспериментально показано [24, 26], что максимуму механических потерь соответствуют значения /( для натурального каучука — 0,08 для СКС-30 —0,09 для МВПК —0,10 для СКН-40 —0,11 и для СКН-18 —0,12 (рис. 4.6). [c.114]

В другой недавно опубликованной работе методом торсионного маятника были определены температуры стеклования этилен-акрилатных сополимеров и проведено сравнение полученных данных с результатами измерений максимумом механических потерь на приборе Инстропа. На графике Инстрона для сополимера этилена с этилакрилатом Имеется минимальное значение Т , равное —20° С, которое сохраняется при содержании этилакрилата примерно от 40 до 10%. Соответствующая кривая для сополимера этилена с бутилакрилатом проходит через минимум (—50° С) при содержании бутилакрилата около 35 % и затем претерпевает постепенный подъем при згвеличении содержания бутилакрилата. При исследовании эти-лен-этилакрилатного сополимера с помощью торсионного маятника для большей части составов получено постоянное значение Т , равное —125° С, однако для бутилакрилатного сополимера наблюдается плавное возрастание температуры стеклования от —180° С (100% бутилакрилата) до —120° С (чистый полиолефин). Можно полагать, что низкотемпературные переходы связаны с подвижностью метиленовых групп в главных или боковых цепях, а переходы при более высоких температурах являются обычным стеклованием. Постоянство значений Т . для этих и других сополимеров с этиленом вблизи —25° С можно объяснить подвижностью главной цепи и в некоторой степени — наличием разветвлений. [c.464]

Известно, что фторсодержащие эластомеры имеют уникальные свойства они сочетают высокую термостойкость и негорючесть со стойкостью к действию разнообразных растворителей, масел и топлива. Применение фторкаучуков СКФ-32 и СКФ-26 для модификации стабилизированных полимеров представляет особый интерес при получении негорючих высококачественных пленок. Проведенные динамические механические исследования показали [18], что в области температур 70—90° С наблюдается основной максимум механических потерь, обусловленный увеличением сегментальной подвижности исследуемого полимера—поливинилхлорида. Этот максимум проявляется при более низкой температуре, чем для немо-дифицированного полимера, благодаря пластифицирующему эффекту фторкаучука. При совмещении ПВХ с фторкаучуками наблюдается существенное повышение (в 6—7 раз) удельной ударной вязкости в области концентраций 5—15 вес.% добавки. [c.130]

Результаты акустических испытаний показали, что при введении ПЭ кроме смещения главной релаксационной области в сторону низких температур наблюдается формирование нового небольшого пика, высота которого возрастает с увеличением количества ПЭ (рис. 2,6). По-ви-димому, это свидетельствует о том, что мы имеем смесь полимеров непрореагировавшего ПЭ и частично пластифицированного полиэфиром эпоксидного полимера [4]. Напротив, при введении ПА показатель тре-щиностойкости возрастает (рис, 1,з), а в области а-релаксации не наблюдается особенностей, отмеченных выше. Это дает основание предполагать, что при введении ПА образуется достаточно однородная по структуре пространсгвенная сетка, включающая ароматические и алифатические участки ФА и ПА соответственно. Кроме того, повышение трещиностойкости при введении ПА сопровождается увеличением уровня локальной молекулярной подвижности высота р-максимума механических потерь возрастает, а сам р-максимум смещается в сторону низких температур (рис. 2,а). [c.109]

Модифицированное уравнение (3.5) было использовано для расчета вязкоупругих свойств гетерогенных композиций с целью выявления влияния фазовой морфологии эластичной дисперсной фазы в эластифицированных термопластах на величину максимума механических потерь [40]. Исследуемые композиции состояли из полистирольной матрицы с полибутадиен-нолистирольной дисперсной фазой, содержащей, в свою очередь, включения полистирола. Предполагалось, что полистирол находится в стеклообразном состоянии в области исследуемых температур и частот, а для бутадиен-стирольного каучука использовали обобщенную кривую динамических механических свойств, приведенную в работе [41]. Сначала определяли предельные значения показателей динамических механических свойств частиц эластичной фазы со стеклообразными включениями, а затем использовали полученные результаты для расчета предельных значеннй этих свойств композиции в целом по модифицированному уравнению (3.5). Верхние предельные значения для частиц эластичной фазы использовали в расчетах верхних предельных значений для композиции в це- [c.166]

Еще в 1953 г. Шмайдер и Вольф описали максимум механических потерь при 50° С и объяснили его движением в кристаллических областях, поскольку интенсивность и положение максимума на температурной оси изменялись в зависимости от термической предыстории и условий приготовления образца. Предложенная ими трактовка была поддержана в ряде последующих работ, результаты которых изложены в статье Хельведжа, Кайзера и Купхаля . Эти результаты вкратце сводятся к следующему 1) введение атомов хлора в полимер приводит к сдвигу рассматриваемого перехода в сторону более низких температур и снижает его интенсивность 2) облучение полиэтилена приводит к аналогичному результату 3) увеличение содержания боковых групп в полиэтилене снижает температуру перехода 4) растяжение образцов разветвленного полиэтилена на 300% приводит к полному подавлению максимума механических потерь. Все перечисленные факторы приводят к снижению степени кристалличности полиэтилена и ухудшают упорядоченность в кристаллических областях. Хотя в общем наблюдается вполне отчетливая корреляция между кристалличностью полимера и переходом в области 50° С, детальный механизм перехода и причины, приводящие к увеличению механических потерь в рассматриваемой области температур, остаются пока неясными. [c.266]

Как и для полипропилена, для полибутена и полипентена наблюдается высокотемпературный максимум механических потерь, связанный с плавлением кристаллических областей. Полигексен, напротив, представляет собой аморфный полимер и поэтому для него наблюдаются только два низкотемпературных максимума механических потерь —при —120 и —50° С, обусловленные движением в аморфных областях. По мере увеличения длины боковых ответвлений полимеры опять приобретают способность частично кристаллизоваться (кристалличность боковых ветвей), что приводит к появлению перехода первого рода. Температура, при которой наблюдается максимум, соответствующий этому переходу в предельном случае достаточно длинных боковых ответвлений, должна приближаться к 137° С. Известные из литературы, хотя и немногочисленные экспериментальные данные, довольно точно подтверждают эту закономерность. Результаты исследования низкотемпературных переходов в высших полиолефинах приведены в табл. 4. [c.268]

Ранби и Гриффитс опубликовали данные о переходах в этом полимере, полученные и дилатометрическим методом, и по температурной зависимости механических потерь. Значения температуры стеклования, определенные этими методами, несколько различаются между собой. Согласно дилатометрическим измерениям, температура стеклования лежит между 18 и 29° С, в зависимости от степени кристалличности образца. (Как было указано авторами оригинальной работы, наблюдавшиеся различия температур стеклования разных образцов могут объясняться тем, что в них неодинаково содержание тех или иных стерических модификаций.) С другой стороны, согласно данным этих авторов, максимум механических потерь лежит вблизи 50° С (частота точно не определена). Кроме того, при исследовании этого полимера был обнаружен высокотемпературный максимум потерь вблизи 180° С, природа которого пока неясна. Во всяком случае максимум наблюдается при температуре значительно более низкой, чем температура плавления этого полимера (235°С). Следует заметить, что здесь наблюдается непонятная аномалия, поскольку исходя из общих соображений о влиянии строения полимера на температуру стеклования следовало бы ожидать, что температура стеклования у поли-4-метилпентена-1 будет ниже, чем у поли-З-метилбутена-1. [c.269]

Исследование динамических механических свойств полиарилатов на основе диана и ди- БОО метилдиана показывает, что g для них отчетливо наблюдаются два максимума механических потерь. Один из них расположен в области высоких температур, соответствующих температурам стеклования (а-переход), и характера- [c.69]

Фон (уровень) внутреннего трения (механических и диэлектрических потерь) хо, монотонно возрастающий с температурой, проявляется во всех без исключения блочных полимерах. Коэффициент механических потерь х—это величина, равная отношению энергии, потерянной при циклическом процессе нагружение— разгрузка, к полной работе деформирования. На возрастающем с температурой фоне механических потерь у всех блочных полимеров отчетливо проявляются максимумы, характеризующие соответствующие области релаксации. Однако в отлилие от металлов важнейшая характеристика — фон — для полимеров практически не изучена В настоящее время известно, что для полимеров а) фон механических потерь на несколько порядков выше, чем для металлов б) не наблюдается области резкого изменения фона внутреннего трения в некотором достаточно широком интервале температур в) фон внутреннего трения щ зависит от структуры [c.25]

Фотометрирование рентгенограмм показывает, что имеет место уширение линии примерно на 25%, т. е. процесс релаксации ПП в результате механического воздействия сопровождается уменьшением размеров структурных элементов сферолитов. При дальнейшем измерении выше температуры,--соответствующей максимуму механических потерь, не наблюдалось каких-либо изменений структуры. Когда крупносферолитные структуры помещаются в механическое поле, происходит накопление внутренних напряжений и их неравномерное распределение. При достижении определенной температуры макроструктура перестраивается, что приводит к образованию более мелких надмолекулярных структур. [c.32]

При определенных температурах, значения которых зависят от температуры кристаллизации ПП, на кривой тангенса угла механических потерь в очень узком интервале teмпepaтyp проявляется максимум, обусловленный увеличением подвижности отдельных структурных элементов сферолитов. Температура, при которой имеет место процесс релаксации, совпадает с положением на температурной шкале максимума механических потерь. При наблюдении за изменением структур при периодических механических воздействиях удалось заметить, что происходит разрушение крупных сферолитов путем прорастания трещин как через центр, так и по концентрическим окружностям. В этом случае от крупного сферо-лита отделяются участки кольцеобразной формы. Осколки сферолитов обладают подвижностью и все больше измельчаются в ре- [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология