Прочность полимеров, находящихся в высокоэластическом состояни

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]

Электрическая прочность полимеров при повышении температуры обычно уменьшается. При этом имеет значение, в каком физическом состоянии (стеклообразном или высокоэластическом) находится полимер при измерении его Ещ. Как видно из рис. 7.20, при низких температурах пр аморфного эластомера в три с лишним раза ниже, чем у кристаллического ПЭ. В то же время при высоких температурах (вблизи 400 К) эта физическая величина для полимеров обоих видов практически одинакова. Для полярных полимеров пр при низких температурах (вблизи 100 К) в несколько раз больше, чем у неполярных (рис. 7.21). При повышенных температурах (вблизи 400 К) это отличие существенно уменьшается. [c.207]

Высокоэластический разрыв. В высокоэластическом состоянии полимерные покрытия могут находиться после их отверждения или при повышенных температурах. Длительная прочность таких полимеров, [c.107]

Механические свойства студней высокомолекулярных соединений зависят от степени упорядоченности расположения молекул полимеров. При комнатной температуре полимеры могут находиться в кристаллическом и аморфном состоянии. Вследствие больших размеров молекул время кристаллизации этих веществ очень велико, и они легко переохлаждаются. В. А. Каргин и его сотрудники показали, что аморфно-жидкие линейные полимеры находятся в одном из следующих трех физических состояний стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. В стеклообразном состоянии полимеры не текучи и обладают значительной прочностью. По мере нагревания они переходят в высокоэластичное состояние (свойства подобны каучуку при комнатной температуре) и затем в вязкотекучее. Переходы обусловлены изменением подвижности цепей молекул. [c.213]

Известно, что при введении полярного пластификатора в полярный полимер энергия межмолекулярного взаимодействия этого полимера уменьшается, если система полимер — пластификатор находится в высокоэластическом состоянии. При понижении температуры ниже Tg ситуация существенно изменяется молекулы (или их элементы) пластификатора действуют как редкие сшивки на соседние цепи полимера. Это приводит к более упорядоченному расположению цепей полимера, а следовательно, к усилению эффективности межмолекулярного взаимодействия, что в конечном счете ведет к возрастанию скорости звука, модуля упругости и прочности, Такой взгляд на. роль межмолекулярного взаимо- [c.134]

В пленках полимер находится в стеклообразном, полукристаллическом или высокоэластическом состоянии. Для достижения этого состояния необходима некоторая критическая величина молекулярной массы, при которой полимерные пленки будут обладать достаточной механической прочностью и гибкостью. Так как молекулярная масса зависит от химического строения полимера, т. е. состава элементарного звена, правильнее оценивать критическую молекулярную массу степенью полимеризации. Например, минимальная степень полимеризации, при которой получаются прочные пленки из поливинилхлорида, — 500—700, из целлюлозы и ее эфиров — 250—3(Ю, из полиамидов — 100—200. Это объясняется тем, что полимеры, характеризующиеся интенсивным межмолекулярным взаимодействием и меньшей гибкостью цепи, образуют более прочные пленки при меньшей молекулярной массе. Значительное повышение степени полимеризации не имеет практического смысла, так как, не увеличивая су- [c.9]

В твердых полимерах с линейной структурой каждая молекула может входить отдельными своими звеньями в состав кристаллитов, т. е. участков, в которых соседние цепи расположены правильно, параллельно друг другу, тогда как другие ее звенья могут входить в участки аморфной структуры, где отсутствует правильное расположение цепей (рис. 88). Долю объема кристаллитов в общем объеме полимера называют степенью кристалличности полимера. Полимеры с линейной структурой и невысокой степенью кристалличности (аморфные) могут находиться в зависимости от температуры в трех агрегатных состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем (рис. 89). Каждое из этих состояний характеризуется определенными механическими свойствами. В стеклообразном состоянии силы притяжения между молекулами велики все молекулы поэтому занимают и сохраняют определенные положения, а полимер обладает механической прочностью, подобно твердому телу. С понижением температуры возрастает хрупкость. При нагревании полимер переходит в высокоэластическое состояние, существующее только у высокомолекулярных соединений. Важнейшее свойство полимера в этом состоянии — высокая эластичность — способность сильно растягиваться под действием не- [c.257]

Эта же задача может бьпъ решена другим способом. Ингибитор коррозии или его раствор в пластификаторе сливают по внутренней поверхности рукавной заготовки со скоростью, равной скорости экструзии, с высоты линии кристаллизации материала рукава. Гидростатическое давление жидкости при стекании значительно меньше прочности рукава при любой высоте подачи жидкости на рукав. Поэтому разрыв рукава под действием гидростатического давления жидкости исключен, и площадь соприкосновения жидкости и рукава, от которой зависят противокоррозионные характеристики пленки, не ограничена прочностью рукава. Жидкость целесообразно подавать на стенку рукава ниже линии кристаллизации, выше которой полимер находится в высокоэластическом состоянии и не образует с пластификатором коллоидный раствор. Скорость стекания жидкости определяется ее количеством, вязкостью, плотностью и адгезией к материалу рукава в вязкотекучем состоянии. Для достижения максимальной производительности процесса расход жидкости должен обеспечивать соприкосновение жидкости и рукава на всей его площади от дорна до линии кристаллизации. Для того, чтобы жидкость при стекании по стенкам рукава не соприкасалась с нагретыми частями экструзионной головки и не подвергалась терморазложению, скорость экструзии рукава должна быть равна скорости стекания. [c.130]

Растяжение рукава (заготовки) проходит, когда материал находится в высокоэластическом состоянии, влияет на его механические свойства и вызывает некоторую ориентацию молекулярных цепей полимера с соответствующим увеличением прочности в направлении вытяжки и уменьшением при этом относительного удлинения Эта стадия определяет образование структуры материала в изделии, механизм ориентации рукавных и плоских пленок различен. Для ориентации пленок из ПС обязательна вытяжка в двух направлениях, иначе они получаются жесткими и хрупкими [c.196]

Определенное значение имеет эластичность материала, особенно в тех случаях, когда необходима дополнительная механическая обработка материала перед его эксплуатацией (например, гофрирование при изготовлении патронных фильтровальных элементов). Эластичность материала зависит от его внутренней структуры ( конструкционная эластичность ), фазового состояния полимера (кристаллическое, аморфное), а для аморфных (аморфно-кристаллических) полимеров — от физического состояния (стеклообразное, высокоэластическое). Очевидно, что, если материал проявляет конструкционную эластичность и сам полимер находится в высокоэластическом состоянии, умеренное механическое воздействие на микрофильтры не приведет к их разрушению. При этом следует иметь в виду, что из-за высокой пористости материала уровень его механической прочности относительно низок. Однако некоторые аморфные полимеры при температурах ниже температуры стеклования способны к относительно высокой деформации при приложении нагрузок, что связано, в частности, с подвижностью в боковых группах макромолекул. Температурный переход, при котором материалы становятся очень хрупкими, характеризуется температурой хрупкости. Если этот температурный переход не наблюдается или он близок к температуре стеклования, возможность применения такого полимера для производства микрофильтров проблематична. [c.24]

Прочность полимерного материала зависит в первую очередь от фазового и физического состояния, в котором находится полимер. Например, прочность полиметилметакрилата в стеклообразном состоянии несомненно больше, чем в высокоэластическом. Поэтому испытание прочности твердого и размягченного полиметилметакрилата производится лишь с целью определить, насколько уменьшилась прочность полимера при изменении его физического состояния с повышением температуры. Сравнивая [c.8]

Выше упоминалось, что один и тот же полимер может находиться в стеклообразном, высокоэластическом н вязкотекучем состояниях. Поведение полимера при механических воздействиях зависит от того, в каком состоянии он находится. Релаксационная природа механических свойств полимеров проявляется в закономерностях прочности, которая существенно зависит от скорости деформирования. При длительно действующих напряжениях проявляется пластическая деформация веществ, обладающих большой вязкостью. При резких ударных нагрузках релаксационные процессы не успевают развиться заметным образом даже в относительно маловязких системах. Тело реагирует на внешнее воздействие как упругое. Например, если струю жидкости подвергнуть действию быстрой ударной нагрузки нормально направлению течения [287], то до некоторых значений скоростей удара струя изгибается как одно целое, т. е. ведет себя как упругое тело. При увеличении скорости деформации наступает момент, когда при ударе струя разлетается на отдельные кусочки различной формы, т. е. ведет себя как хрупкое тело [287, с. 595]. [c.78]

При температурах выше и ниже температуры стеклования скоростная зависимость прочности меняется. Считается, что при отслаивании полимера от металлов под постоянной нагрузкой выдерживается экспоненциальная зависимость, если клей находится в стеклообразном состоянии (1), а если в высокоэластическом — степенная (2) [106, 107] [c.150]

Следующей характеристикой прочности является максимальное значение деформации, развивающееся к моменту разрыва — максимальная относительная деформация е . Значение бр также зависит от вида деформации, скорости деформации и температуры. По величине в известной мере можно судить о том, в каком состоянии находился полимер в момент разрыва. При разрыве хрупкого тела значение не превышает долей процента. Развитие высокоэластической деформации характеризуется значением е , достигающим сотен процентов и в некоторых случаях превышающим тысячи процентов. При одноосном растяжении определяется как относительное удлинение при разрыве [4]. [c.230]

Выше уже упоминалось, что один и тот же полимер в зависимости от условий может находиться в стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем состояниях. Было показано, что поведение полимера при механических воздействиях зависит от того, в каком состоянии он находится. Релаксационная природа механических свойств полимеров проявляется в закономерностях прочности, которая существенно зависит от скорости деформирования. [c.71]

К настоящему времени проблема связи (Л .) с основными физико-механическими и теплофизическими свойствами при температурах эксплуатации достаточно хорошо изучена для редкосетчатых полимеров [47] и в меньшей мере — для густосетчатых [1]. Тем не менее для последних общепринятым является то, что (М ,) однозначно определяет свойства густосетчатых полимеров в высокоэластическом состоянии прочность, модуль упругости, предельные деформации, набухание в растворителях. В ряде работ [47—49] показано, что использование простых соотношений кинетической теории высокоэластичности позволяет находить взаимосвязи свойств ЭП с их ТС. В стеклообразном состоянии роль последней еще далеко не ясна [1]. [c.46]

При использовании полученных результатов в расчетных моделях следует иметь в виду, что длительная прочность полимеров в стеклообразном состоянии составляет 50—60%, а 3 высокоэластическом — 10—20% кратковременной прочности. Учитывая, что в обмотке пропиточные материалы находятся в сложном нанря-4—929 49 [c.49]

Обычная пластификация приводит к снижению температуры стеклования полимера, высокотемпературная — к смещению в область более низких температур перехода из высокоэластического состояния в вязкотекучее. Чаще всего наблюдается смещение обоих переходов — как в низко-, так и з высокотемпературной областях. Следует отметить, что действие добавки зависит от физического состояния композиции. Одно и то же вещество может вести себя как пластификатор, если композиция находится в высокоэластическом состоянии, и как антипластификатор, если — в стеклообразном. Антипластификатор снижает температуру стеклования, но повышает модуль упругости и прочность полимерной системы. Причем такая аномалия наблюдается лишь при определенном содержании добавки в композиции. Антипластификатор, как правило, является полимером, схожим по структуре с основным полимером, не обладающим большей молекулярной массой, а возможно, и разветвленностью [c.75]

Прочность полимерного материала зависит в первую очередь от фазового и физического состояния, в котором он находится. Например, прочность полиметилметакрплата в стеклообразном состоянии, несомненно, больше, чем в высокоэластическом. Поэтому испытание прочности твердого и размягченного полиметил-метакрилата проводится главным образом для того, чтобы определить, насколько уменьшилась прочность полимера с изменением его физического состояния при повышении температуры. Сравнивая прочность полимеров, следует принимать во внимание, что одной и той же температуре могут соответствовать разные [c.10]

Op, измеренного стандартным способом. Решающим в этом случае оказывается время, в течение которого полимерный образец находится под нагрузкой. Если это время достаточно велико, то разрушение в ряде случаев может произойти при напряжениях, много меньших Ор. Время от момента нагружения образца до его разрушения называется долговечностью материала. Долговечность т является важной характеристикой прочностп. Обычно при экспериментальном изучении долговечности напряжение поддерживается постоянным (а = onst). Если это условие не выполняется, то временная зависимость прочности при статической нагрузке характеризует статическую усталость. Временная зависимость прочности при динамической (чаще всего периодической) нагрузке характеризует динамическую усталость. Поведение материала в момент разрушения описывают величиной максимальной относительной деформации 8р, имеющей место при разрыве. Величина относительной деформации ер зависит от вида деформации, скорости деформации и температуры и в значительной степени от структуры и физических свойств материала. При хрупком разрушении ер составляет сотые доли процента. При разрушении полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии, ер может достигать нескольких сотен процентов. [c.285]

Само по себе заполнение пор полимером при имирегнировании хотя и является важным, тем не менее не объясняет факта увеличения прочности и твердости бетона. Основное влияние на механические свойства, как отмечено выше, оказывает физическое состояние полимера. Это же наблюдается и в керамике полимер оказывает более заметное влияние на свойства пористых керамик, если он находится в стеклообразном, а не высокоэластическом состоянии [318, 319] аналогичные результаты получены Мэнсоном и др. [578, 580], а также Даль-Ёргенсеном [205] (см. рис. 11.12—11.14). Эффекты такого типа, конечно, не учитываются композиционными уравнениями, такими как (11.9) и (11.10), хотя существуют другие эмпирические уравнения, которые это учитывают [43, 44, 193]. Рассмотрение эффекта упрочнения с точки зрения механики разрушения также оказывается плодотворным. Так, в работе [913] высказано предположение, что импрегнирование увеличивает модуль, уменьшает критический размер трещины и увеличивает энергию разрушения. Каждый из этих факторов увеличивает прочность [уравнение (1.22)] предварительные расчеты дают основание полагать, что основной вклад в упрочнение вносит увеличение энергии разрушения (которая значительно выше для полимера, чем для цементной фазы). [c.305]

Понятие антипластификации трактуется автором необоснованно широко. В действительности антипластификатор снижает Гс (в этом его сходство с пластификатором), но повышает (в отличие от пластификатора) модуль упругости и прочность. Эта аномалия наблюдается до определенных концентраций добавки. Такие представления являются общепринятыми в литературе (см. также работу Джексона и Колдуэлла [13], в которой впервые введено понятие антипластификации). Следует отметить, что действие добавки зависит от физического состояния композиции. Одно и то же вещество может вести себя как пластификатор, если композиция находится в высокоэластическом состоянии, и как антипластификатор, если — в стеклообразном (см. Перепечко И. И. Акустические методы исследования полимеров Москва, Химия , 1973), —Прим. перев. [c.64]

Переход из высокоэластического в стеклх)образное состояние, т. е. стеклование, является характерным для полимерных материалов, и многие прозрачные (аморфные) пластики находятся в обычных условиях в стеклообразном состоянии. Если же от полимерных материалов (нанример, волокон, пленок н т. п.) требуется высокая прочность, и стабильность размеров и формы, применяют кристалли-зуюш иеся полимеры. В частности, в случае волокон для достижения высокой прочности одной кристаллизации оказывается недостаточно, поскольку прочность волокна в продольном направлении возрастает благодаря молекулярной ориентации. Как уже отмечалось ранее, возможность регулирования физических свойств полимерных материалов в широких пределах наряду с легкостью их переработки в изделия обусловливает широкое применение таких материалов в различных отраслях промышленности. [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология