Материалы полимерные, влияние структуры

Современная химия достигла такого уровня развития, что существует целый ряд ее специальных разделов, являющихся самостоятельными науками. В зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химических связей между атомами различают неорганическую, органическую и элементоорганическую химии. Объектом неорганической химии являются все химические элементы и их соединения, другие вещества на их основе. Органическая химия изучает свойства обширного класса соединений, образованных посредством химических связей углерода с углеродом и другими органогенными элементами водородом, азотом, кислородом, серой, хлором, бромом и йодом. Элементоорганическая химия находится на стыке неорганической и органической химии. Эта третья химия относится к соединениям, включающим химические связи углерода с остальными элементами периодической системы, не являющимися органогенами. Молекулярная структура, степень агрегации (объединения) атомов в составе молекул и крупных молекул — макромолекул привносят свои характерные особенности в химическую форму движения материи. Поэтому существуют химия высокомолекулярных соединений, кристаллохимия, геохимия, биохимия и другие науки. Они изучают крупные объединения атомов и гигантские полимерные образования различной природы. Везде центральным вопросом для химии является вопрос о химических свойствах. Предметом изучения являются также физические, физико-химические и биохимические свойства веществ. Поэтому не только интенсивно разрабатываются собственные методы, но и привлекаются к изучению веществ другие науки. Так важными составными частями химии являются физическая химия и химическая физика, исследующие химические объекты, процессы и сопровождающие их явления с помощью расчетного аппарата физики и физических экспериментальных методов. Сегодня эти науки объединяют целый ряд других квантовая химия, химическая термодинамика (термохимия), химическая кинетика, электрохимия, фотохимия, химия высоких энергий, компьютерная химия и др. Только перечень фундаментальных наук химического направления уже говорит об исключительном разнообразии проявления химической формы движения материи и влиянии ее на пашу повседневную [c.14]

Кривая 1, характерная для термопластичных полимеров, отражает изменения молекулярной структуры полимерного материала при деформации вначале молекулы под влиянием приложенного механического лоля распрямляются (отрезок ОВ). Далее происходит упорядочение и ориентация цепей (отрезок ВС). Затем ориентированные элементы макромолекул сближаются, в результате чего увеличивается межмолекулярное взаимодействие и соответственно возрастает прочность (отрезок D). Участок О А соответствует области упругих деформаций, пропорциональных напряжению участок [c.35]

Таким образом, при введении наполнителя в реакционную систему в случае формирования линейных полимеров или сетчатых полимеров ускоряющее действие поверхности может зависеть от ее влияния на перераспределение внутри- и межмолекулярных связей в реакционной системе, а это означает, что важную роль играет сама структура реакционной смеси (раствора или расплава) аналогично влиянию структуры раствора на адсорбцию. Из всего изложенного ясны причины, по которым наполнитель может, не влияя на кинетику реакции, влиять одновременно на свойства наполненного полимера. Влияние наполнителя на свойства системы при отсутствии взаимодействий с поверхностью по функциональным группам цепи и поверхности проявляется, по-видимому, только тогда, когда полимерная молекула имеет достаточно большую молекулярную массу, обеспечивающую значительное изменение конформационного набора под влиянием поверхности, которого достаточно для изменения свойств всего материала. Таким образом, наполнитель может влиять на свойства полимера, и не влияя на кинетику формирования полимера в присутствии наполнителя. [c.57]

Таким образом, вряд ли можно говорить о том, что для любой полимерной структуры МВР является единственным фактором, определяющим свойства материала, хотя влияние этого параметра прослеживается во всех случаях. Не менее важно, что расчет МВР по [c.331]

Большое влияние на прочность оказывает ориентация структурных элементов по отношению к направлению действия деформирующей силы. Элементами структуры полимерного материала могут являться звенья макромолекул, глобулы, пачки, домены, сферолиты, монокристаллы и т. п. В зависимости от механизма протекающего процесса могут происходить структурные изменения на различном уровне или одновременно на нескольких структурных уровнях [170—172]. Это положение полностью применимо к процессу деформации и разрушения. [c.59]

Структура стеклопластиков определяется в основном видом, соотношением размеров армирующих элементов и расположением их в полимерной матрице. Механические характеристики стеклопластиков, в свою очередь, определяются главным образом арматурой, поэтому влияние структуры композита на его упруго-прочностные свойства не вызывает сомнения. Однако исследования показывают, что структура оказывает определенное влияние также на теплофизические, светотехнические, радиотехнические, электротехнические и другие свойства композитных материалов. Это относится прежде всего к ориентированным стеклопластикам, свойства которых можно широко варьировать изменением структуры за счет изменения как типа армирующего материала, так и схемы его ориентации. [c.117]

К выбору текстильного коврового материала нужно подходить с учетом довольно жестких условий эксплуатации напольного покрытия в автомобиле. Оно подвержено значительному износу при трении, воздействию света, агрессивных сред, воды, плесени и должно противостоять этому воздействию. Покрытие должно сохранять свои свойства в широком интервале температур, иметь хорошие теплозащитные свойства и низкую массу, быть неогнеопасным. С точки зрения технологичности материал должен легко формоваться, иметь адгезию к обмазочным и пропиточным полимерным составам. Эти и некоторые другие требования порой не сочетаются, и для их обеспечения при производстве ковров учитывают свойства полимерного сырья, особенности способа изготовления, влияние структуры материала, высоту ворса и другие факторы. [c.230]

Несовпадение изотерм сорбции-десорбции может быть обусловлено необратимым изменением структуры материала под влиянием сорбированной среды. На рис. 5.3 приведены типичные изотермы, не имеющие гистерезиса. Если полимерная матрица сорбат не растворяет, например, в композитах на основе кремнийорганических смол (кривая 1 на рис. 5.3), низкомолекулярное вещество адсорбируется на поверхности и в порах. Количественная зависимость сорбции от парциального давления пара описывается уравнением Лэнгмюра [c.113]

Взаимодействие полимерных молекул с твердыми телами приводит к существенному изменению всего комплекса их свойств. Это связано г тем, что адсорбционное взаимодействие на границе раздела уменьшает молекулярную подвижность цепей и в ходе формирования полимерного материала, и при его эксплуатации, а это приводит к изменению структуры граничного слоя, изменению температур, при которых в граничных слоях происходят термодинамические и структурные переходы, и к ряду сопутствующих явлений [ 18—21 ]. Между тем структура граничного слоя и условия ее формирования прежде всего зависят от характера адсорбции и определяются прежде всего структурой собственно адсорбционного слоя. Таким образом, проблема межмолекулярных взаимодействий в наполненных и армированных системах — это также проблема адсорбции. Следует отметить еще один аспект данной проблемы — влияние адсорбции на процессы синтеза высокомолекулярных соединений, протекающие на границе раздела фаз с твердыми телами [ 1 ]. Адсорбция растущих полимерных цепей переменного молекулярного веса и изменяющегося молекулярно-весового распределения существенным образом изменяет кинетические условия реакции, а в случае получения трехмерных пространственных сеток влияет также на их структуру 122, 23]. Следовательно, адсорбционные явления играют важную роль не только в процессах переработки или эксплуатации полимерных материалов, но и при их синтезе. [c.5]

При рассмотрении влияния структуры полимерного материала на его основные эксплуатационные свойства следует учитывать возможность формирования структуры на трех уровнях. Первый уровень — молекулярный — характеризуется химическим строением макромолекул полимера, их величиной, регулярностью строения, формой, а также расположением по отношению-к частицам других компонентов композиции [46]. Информацию- [c.58]

Хотя основными факторами, влияющими на выбор химической структуры материала для изготовления полимерной мембраны, являются степень кристалличности и набухаемость, значительное влияние могут оказывать и такие вторичные факторы, как стойкость к гидролизу, микробному разложению и сорбции растворенного вещества. Они особенно важны, когда стоимость замены мембраны не является пренебрежимо малой. [c.70]

Для оценки влияния температуры транспортируемых продуктов на структуру изоляции испытывали изоляцию из полимерных пленок ПВХ-СЛ и ПИЛ в суглинистом грунте влажностью от 12 до 23 % В качестве оценочных показателей использовали прочность материала на разрыв 0р, относительное удлинение при разрыве ер, температуру стеклования 7д (для ПВХ покрытий) и кинетические кривые изменения оптической разности хода (термооптические кривые) при приложении к материалу растягивающей нагрузки, равной 1,5 МПа. Указанные показатели определяли после высушивания пленки до воздушно-сухого состояния. Испытания проводили в циклическом режиме, что ужесточало условия работы изоляции за счет влияния динамического воздействия внутренних напряжений, о чем будет сказано ниже. Температуру в термостатах повышали до заданной в течение 1,5—2 ч. Затем поддерживали постоянной в течение 8 ч и равномерно понижали до температуры 40— 50 °С приблизительно в течение 14 ч. Это изменение температуры соответствовало одному циклу (рис. 10). Через каждые пять циклов делали перерыв в испытаниях продолжительностью 2 сут. За это время температура в ячейках понижалась до комнатной. Общее время испытания изоляции при температуре Т в течение и циклов [c.45]

Исследование влияния проницаемости свободных полимерных пленок из поливинилхлорида, полиэтилена и фторопласта на скорость окисления металла при отсутствии адгезионной связи покрытия с подложкой показало, что скорость окисления металла во влажной неагрессивной среде не зави сит от природы защитной полимерной пленки, так как контролирующим фактором процесса окисления металла является не диффузия влаги через пленку, а торможение анодного процесса ионизации металла. Во влажной среде, содержащей химически агрессивные вещества, проникающие через пленку и активирующие анодный процесс, защитные свойства пленок определяются их влагопроницаемостью, т. е. в этом случае защитные свойства покрытий зависят от химической природы и структуры полимерного материала. Из исследованных материалов наиболее плотную упаковку имеет фторопласт, а наименее плотную — поливинилхлорид, повышенная влагопроницаемость которого обусловлена его линейной структурой и присутствием в нем пластификатора. В результате проведенных исследований была предложена количественная оценка защитных свойств полимерных пленок величиной 0., показывающей, во сколько раз скорость окисления металла под защитным покрытием меньше скорости окисления незащищенного металла в тех же условиях. [c.28]

Структура полимерного материала оказывает сильное влияние на прочность. Для пространственно-структурированных полимеров (например, резин) главным структурным фактором является степень поперечного сшивания (число поперечных связей в пространственной сетке), а также структуры, образуемые активными наполнителями. Для твердых полимеров одним из главных структурных факторов, резко повышающим прочность, является ориентация цепей, сохраняющаяся неопределенно долгое время из-за заторможенности релаксационных процессов в твердых полимерах. Влияние молекулярной ориентации на прочность специфично только для полимерных материалов. На этом свойстве основываются процессы получения синтетических волокон, пленочных материалов, ориентированного органического стекла. [c.127]

Таким образом, можно сделать заключение, что при прочих равных условиях тип надмолекулярной структуры оказывает существенное влияние на характеристики прочности полимерного материала, причем в зависимости от условий эксплуатации оптимальной может оказаться та или иная структура, и оценивать какую-либо структуру, абстрагируясь от условий эксплуатации, нельзя. Однако обычно влияние надмолекулярной структуры на прочность оценивают, ориентируясь на стандартные условия испытаний. [c.195]

Такой характер разрушения наблюдается для полимеров хрупких в стандартных условиях испытаний. Сама по себе хрупкость может быть следствием либо молекулярной структуры полимера (густосетчатые), либо определена физическим состоянием полимерного материала при температуре испытания. Подробнее вопрос влияния температуры на деформационно-прочностные свойства пластмасс будет рассмотрен ниже. [c.89]

Эффекты разрыхления упаковки в граничных слоях мы объясняем следующим образом. Возникновение адсорбционных связей с поверхностью в ходе формирования полимерного материала, способствуя дополнительному структурированию системы, заметно ограничивает подвижность полимерных цепей вблизи поверхности, что приводит к изменению условий протекания релаксационных процессов и замедлению установления равновесного состояния полимера вблизи поверхности, а следовательно, делает невозможным появление плотноупакованной структуры в таких условиях. Влияние условий протекания релаксационных процессов на плотность упаковки полимеров показано в работе [233]. [c.163]

Адсорбционное взаимодействие на границе раздела фаз полимер — твердое тело, сказываясь на условиях формирования полимерного материала, приводит к изменению надмолекулярных структур граничных слоев и всей полимерной фазы в наполненной системе. В работе В. А. Каргина и Т. И. Соголовой [2561 показано, что введение в кристаллизующиеся полимеры твердых добавок позволяет регулировать размер и число сферолитов. Механизм действия добавок заключается в том, что на поверхности твердых частиц в результате адсорбции возникают упорядоченные области полимера, играющие роль центров кристаллизации. С другой стороны, Ю. М. Малинским [257, 2581 установлено ингибирующее влияние твердой поверхности на кристаллизацию полимеров в пристенных слоях. [c.172]

Процесс формирования надмолекулярных структур протекает по-разному в зависимости от расстояния до поверхности и связан с энергией когезии полимера. Влияние поверхности на формирование структур обусловливает возникновение неоднородностей в наполненной или армированной системе на. надмолекулярном уровне. Так как возникновение молекулярной структурной и химической неоднородности является следствием формирования полимерного материала в присутствии наполнителя, то механические свойства связующего в такой наполненной системе всегда хуже свойств связующего, отвержденного в отсутствие наполнителя. Ухудшение свойств полимерной фазы компенсируется ее взаимодействием с наполнителем и существованием структуры наполнителя, играющей важную роль в свойствах композиционного материала. [c.284]

Вместе с тем во многом еще остаются нерешенными и возникают все новые интересные вопросы, важные для науки и для народного хозяйства. Сюда можно отнести следующие анализ специфических явлений коррозии под напряжением в металлах и неметаллах, в значительной степени близких по своей природе к адсорбционному понижению прочности дальнейшие количественные исследования зависимости избирательности влияния среды от характера межатомных взаимодействий, особенно в микроскопическом аспекте всестороннее изучение роли структуры материала, в том числе структуры современных высокопрочных материалов в проявлении адсорбционных эффектов детальный анализ неравновесных процессов, в частности явлений переноса на межфазных границах в проявлении адсорбционного понижения свободной поверхностной энергии и прочности твердых тел продолжение экспериментальных и теоретических исследований пластифицирующего влияния среды и расшифровка дислокационного механизма этого эффекта отыскание путей для решения таких важных практических задач, как облегчение разламывания и дробления льда, облегчение механической обработки различных твердых и труднообрабатываемых материалов и, наоборот, устранение адсорбционного понижения прочности деталей в условиях их эксплуатации в разнообразных машинах и конструкциях защита от адсорбционного понижения долговечности различных дисперсных пористых тел — строительных материалов, катализаторов, сорбентов более интенсивное распространение исследований на некристаллические материалы — неорганические стекла, полимерные материалы и в последующем на биологические объекты дальнейшее количественное развитие [c.172]

На химическую стойкость и долговечность изделий из полимерных материалов при контакте с жидкими и газообразными средами наибольшее влияние оказывают характер коррозионной среды, химический состав и структура материала, механические напряжения, температура и др. [c.110]

Структурные превращения при больших деформациях одноосного растяжения ППО в присутствии крупных инородных включений, являющихся искусственными зародышами структурообразования, и роль их поверхности в упрочении полимерного материала. Вторая часть работы посвящена изучению вопросов, связанных с влиянием инородной поверхности на надмолекулярные структуры полимера и влиянию этих структур на свойства кристаллических полимеров. Постановка этой задачи определяется тем, что введение искусственных зародышей структурообразования в кристаллизующиеся полимеры является новым и весьма перспективным способом регулирования надмолекулярной структуры и физико-механических свойств полимеров [5—9], а ППО — чрезвычайно удобный объект для исследования структурных превращений в кристаллических полимерах. Для эффективного изучения поставленных вопросов важно было получить надмолекулярную структуру полимера на сравнительно большой поверхности инородных тел, вводимых в качестве искусственных зародышей структурообразования. С этой целью использовали крупные частицы жирорастворимого антрахинонового чистоголубого красителя (последний вводили в раствор НПО в изопропиловом спирте). Применение этого структурообразователя позволило получать [c.432]

Поведение этих каучуков при мастикации определяется структурой полимерных цепей, химических связей и особенно наличием жестких фрагментов, которые оказывают влияние на гибкость и эластичность перерабатываемого материала. [c.78]

Приводится большой экспериментальный материал по использованию отходов теплоэнергетики, шламов, измельченных отработанных вулканизатов, их физико-химическим свойствам и оценивается эффективность их применения в резинах по сравнению с промышленными наполнителями эластомеров. Установлено влияние способа получения, измельченных вулканизатов, типов олигомеров, применяемых в качестве свя-зуюш,его, иа структуру и свойства полимерных систем с измельченными вулканизатами. [c.3]

Структура полимерной матрицы (в случае одного и того же мономера) определяется природой и содержан -ем мостикообразователя и условиями синтеза трехмерного полимера, в частности присутствием инертного растворителя в процессе полимеризации. При данной структуре полимерной сетки ее гибкость зависит от состояния ионогенных групп полимера, природы растворителя, солевого состава раствора и температуры. К настоящему времени накоплен сравнительно небольшой экспериментальный материал по влиянию физической структуры полимерной матрицы комплекситов на их сорбционные свойства. [c.180]

Актуальной задачей является установление экопериментальных и -теоретических зависимостей различных свойств полимерных материалов от ММР. Это весьма сложная задача, поскольку помимо ММР на сазойства полимеров оказывают влияние разнообразные факторы — химическая и надмолекулярная структура, напряжения, возникающие в образце полимера в результате переработки, различные примеси и добавки. При исследовании сополимеров нужно дополнительно учитывать раопределение по составу и размеру блоков сомономеров, влияние композиционной неоднородности. В общем, влияние всех этих экранирующих факторов может быть столь велико, что до сих пор открытым остается вопрос об относительном вкладе предыстории образца полимерного материала, ММР, молекулярной структуры и различных факторов, действующих на полимер в процессе переработки. [c.123]

Ер — эксиериметгтальное значение модуля упругости. Указанное соот-пошение действительно для температур, близких к абсолютному нулю. Техническая прочность оказывается значительно ниже теоретической. Как известно, размеры и форма испытуемого образца полимерного материала оказывают влияние на величину его удельной прочности. Большое влияние на прочность материала оказывает состояние его поверхности. В настоящее время является общепринятой статистическая теория распределения внутренних и внешних дефектов (трещин) в материале (Иоффе, Александров, Журков), исходящая из положения о действии механизма, концентрирующего среднее напряжение, приложенное к материалу на площади, в сотни и тысячи раз меньшей площади сечения испытуемого образца. Эта теория рационально объясняет наблюдаемое расхождение между значениями теоретической и технической прочности материалов. Поливиниловый спирт и его производные являются (при соответствующей их обработке) материалами макроскопически однородными. Их прочность на разрыв, как и для других полимерных материалов линейной структуры, находится в весьма характерной зависимости от степени полимеризации. До некоторой минимальной стенени нолимеризации (40—60) механическая [c.3]

Смазки — необходимый компонент всех жестких (не содержащих пластификатора) II. п. В ряде случаев смазки вводят также и в нластифицированные материалы. Смазками могут служить низкомолекулярные пли полимерные вещества, плохо совмещающиеся или несопмещающиеся с ПВХ. В зависимости от степени совместимости с ПВХ смазки обычно подразделяют на внешние и внутренние, хотя это деление в известной мере условно. Внешние смазки (напр., парафины, воска, низкомолекулярный полиэтилен) выделяются из расплава па иоверхность раздела расплав — стенки перерабатывающего оборудования, уменьшая внешнее трение. Внутренние смазки (моноэфиры глицерина, стеараты металлов и др. мыла) остаются в расплаве распределяясь между элементами надмолекулярной структуры полимера, они оказывают влияние на вязкость расплава и распределение скоростей течения по профилю канала. Для достижения максимального эффекта часто исиользуют комбинации различных смазок. Смазки эффективны в малых концентрациях, их содержание обычно не иревышает 1%, но, тем не менее, они оказывают заметное влияние на физико-механич. свойства материала. [c.403]

Одной из основных проблем переноса низкомолекулярних веществ в полимерах является изучение влияния на процесси дифгй зии и сорбции структуры и физико-химических овойств полимерного материала. [c.44]

Как уже упоминалось в разд. 7.1.1, углеводные биополимеры представляют собой полезный и довольно доступный исходный хиральный материал, который после превращения в очень простые производные может использоваться для получения селективных сорбентов для энантиоразделений. Синтетические хиральные полимеры, однако, нельзя получать без хирального реагента или катализатора. В первом случае проводится хиральная модификация подходящего мономера, и продукт далее полимеризуется с образованием полимерной сетки, имеющей хиральные заместители (рис. 7.6, а). Во втором случае мономер полимеризуется под влиянием хирального катализатора, в результате чего образуется оптически активный полимер, поскольку стереорегулярное влияние катализатора вызывает образование изотактической полимерной структуры определенной предпочтительной спиральности (рис. 7.6, б). Здесь хиральность присуща всей молекуле полимера, т. е. она обусловлена только спиральной структурой. [c.122]

Влияние стоячей волны может быть частично устранено выбором оптимальной толщины слоя резиста и с помощью изменения отражательной способности подложки [27 , а также постэкспози-ционной тепловой обработкой, которая дает возможность при нагреве полимерного материала выше Тс улучшить границы рельефа фоторезиста вследствие текучести материала [37 . Подобное влияние оказывает и использование концентрированных проявителей или продолжительного проявления эти приемы, однако, не позволяют избежать изменения размеров линий на рельефных поверхностях. Эффективным методом является планаризация рельефной поверхности подложки слоем полимера, на который затем наносится слой резиста. Такая структура дает возможность достичь нормального изображения в тонком слое резиста с последующим переносом изображения в планаризационный полимерный слой [16 (см. гл. VIII). [c.32]

В отличие от систем, наполненных или армированных минеральным наполнителем, в системах, армированных полимерными наполнителями, характер изменения морфологии связующего определяется возможностью диффузии связующего на границе раздела в дефектные области армирующего полимерного материала. При изучении [100] системы на основе эпоксидной смолы или анилино-фенолоформальдегидной смолы, армированной вискозными или капроновыми волокнами, было найдено, что при введении волокна на электронно-микроскопических снимках обнаруживаются две зоны собственно связующее и волокно с типичной морфологией ориентированного состояния (ламеллярные паракристаллы). Четкая граница раздела фаз отсутствует, хотя и имеется четкий оптический контраст, обусловленный структурной неоднородностью наполнителя, кристаллические элементы которого остаются без изменений. Для связуюп1его, находящегося в контакте с волокном, характерна более однородная и состоящая из более мелких, образований структура. Это связано с тем, что влияние поверхности на релаксационные процессы препятствует агрегации структурных элементов связующего в более крупные образования. Вместе с тем в случае полимерного наполнителя связующее оказывает влияние на морфологию наполнителя. [c.52]

В слоях, прилегающих к подложке, возникает наиболее плотная высокодисперсная структура. Структурообразование в полиуретановых покрытиях также определяется влиянием твердой поверхности [323]. Этим влиянием обусловлен переход от мелкоглобулярной плотно у па кованной структуры к крупноглобулярной с агрегацией глобул. Влияние твердой поверхности на свойства прилегающих слоев характерно и для аморфных материалов. В общем, можно считать, что твердая поверхность оказывает влияние на прилегающий слой полимера в двух направлениях [306] пространственно — ограничивая объем, доступный звеньям макромолекул и более крупным кинетическим единицам, и энергетически — за счет молекулярного взаимодействия с некоторыми звеньями макромолекул. В результате изменяется плотность упаковки полимера в зоне контакта с субстратом, по-дру-гому протекают релаксационные процессы, а также процессы структурообразовапия. Поэтому многие свойства пленок полимеров, примыкающих к твердой поверхности, существенно отличаются от свойств полимерного материала в объеме независимо от того, является ли полимер аморфным или кристаллическим, а подложка — тонкодисперсным порошком или монолитным телом. Расширение исследований в этой области, изучение зависимости структуры, температуры стеклования, густоты сетки, электрических характеристик, термостойкости, твердости, прочности и других свойств полимерных материалов от тина твердой поверхности, проводимые в настоящее время [228, 250—253, 340, 372, 222, 225—241, 325, 326, 329], несомненно, будут способствовать успешному решению различных проблем адгезии, совершенствованию методов получения наполненных и комбинированных материалов, нанесения покрытий. [c.144]

Одной из основных проблем переноса низкомолекулярных веществ в полимерах является влияние на процессы диффузии и сорбции структуры и физико-химических свойств полимерного материала, им вопросам посвящено большое число работ, в значительной степени обобщенных Петерлином [58, 59, Станнетом [60], Рейтлингером [5]. [c.35]

Фазовое состояние полимера слабо влияет на ил, так как аморфная фаза в некристаллическом и кристаллическом состояниях полимера характеризуется близкими значениями плотности. Сильное влияние на оказывает микронеоднород-ная (в частности, надмолекулярная и надсегментальная) структура через образование субмикро- и микротрещин, которое происходит как нри получении полимеров, так и при воздействии на них внешних факторов или обработке (тепловой, механической) изделий. В полимерных волокнах прочность аморфных областей микрофибрилл, где цепи также находятся в ориентированном состоянии, примерно в три раза ниже прочности полимерного монокристалла (10—20 ГПа при 297 К) за счет перенапряжения цепей, равного хо = 3 по Зайцеву [3.6] (см. вьпне). Прочность бездефектного неориентированного аморфного полимера меньше, чем прочность полимерного кристалла в направлении ориентации его цепей, за счет увеличения флуктуационного объема в три раза. Снижение прочности вызывают микротрещины из-за концентрации напряжений. Для ориентированных кристаллических полимеров в итоге общий коэффициент перенапряжения равен >с = иоР, а для аморфных неориентированных полимеров и = 5. О промежуточных вариантах можно сказать следующее. Для неориентированного кристаллического полимера, в котором аморфная фаза не ориентирована, и = р. Для ориентированного аморфного полимера в случае предельной ориентации и = хо 5, а следовательно, его прочность должна быть в 3 раза больше, чем неориентированного кристаллического полимера, т. е. достигать прочности монокристалла в направлении полимерных цепей. Однако достигнуть предельно ориентированного состояния или близкого к нему практически невозможно. Следовательно, можно считать, что у является скорее характеристикой образца, детали, изделия, нежели полимера как материала. [c.115]

Процессы зарождения и развития крейзов, их структура и влияние на прочность полимеров исследованы во многих работах [4.44-—4.47, 7.39—7.44]. Камбур [7.43] показал, что трещина начинает расти в том месте полимера, где происходит в малом объеме формирование материала, деформация которого происходит микронеоднородно и приводит к образова-нию большого числа малых сфероидальных пустот. Исследовалась также поверхность разрушения ПММА. Свежеобразоваи-ные поверхности многих полимерных стекол окрашены. Измерялся коэффициент преломления света поверхностным слоем полимера на поверхности разрушения и было установлено, что поверхностный слой имеет ту же структуру, что и материал внутри крейза (на поверхностях остаются образованные тяжи). Толщина поверхностного слоя в местах, где скорость роста трещины серебра близка к нулю (перед остановкой роста трещины), для ПММА оказалась равной 0,68 мкм. При медленном росте трещины очень велика затрата упругой энергии на пластическую (вынужденную высокоэластическую) деформацию. Поскольку механизм образования трещин серебра неизвестен [7.43], можно только предполагать, что работа пластической деформации, затрачиваемая на их образование, равна работе вынужденной высокоэластической деформации такого же объема материала. Материал в трещине серебра подвергается растяжению на 60%, что должно приводить к затратам на пластическую деформацию поверхностного слоя ПММА, равным (1,77—2,67)-10 2 Дж/см , в то время, как свободная поверхностная энергия равна всего около 4-10- Дж/см2. [c.212]

Представления о структуре аморфных полимеров в конденсированном состоянии как о системе перепутанных цепных молекул привели к разработке молекулярных механизмов пластицирующего действия добавок низкомолекулярных веществ, вводимых в такие полимеры, выражаемого правилами мольных [1] или объемных [2] долей. Влияние низкомолекулярных веществ на механические свойства полимеров рассматривалось в этих случаях на молекулярном уровне характеристики явления пластификации. Однако в последнее время эти представления претерпели существенные изменения. Оказалось, что полимеры представляют собой систему высокоупорядоченных вторичных структурных образований [3], имеющих в отдельных случаях строгую геометрическую огранку, сходную с кристаллическими формами [4—7]. Новые данные, полученные по характеристике структуры аморфных полимеров, оказались весьма плодотворными для понимания явления пластификации полимеров низкомолекулярными веществами, которые ограниченно совмещаются с полимерами. Было показано, что влияние именно таких низкомолекулярпых веществ на механические свойства полимеров, определяющие их пластифицирующий эффект, связано со степенью распада надмолекулярных структур в полимерах. Можно представить, что процессы распада надмолекулярных структур в полимерах имеют такой же ступенчатый характер, как и процессы самого структурообразования. Полное разрушение всех вторичных структурных образований характеризуется возникновением термодинамически устойчивого раствора [8]. Уменьшение хрупких свойств материала в этом случае приводит к так называемой внутри-пачечной пластификации полимера [9]. Введение в полимер низкомолекулярных веществ, ограниченно совмешающихся с ним и вызывающих разрушение вторичных надмолекулярных образований, приводит к полученииз системы из молекул таких веществ, равномерно распределенных между первичными надмолекулярными образованиями — пачками цепей. Если при этом уменьшаются хрупкие свойства полимерного материала, имеет место так называемая межпачечная пластификация полимера [9]. Наконец, можно представить и существование начального акта распада, который должен характеризоваться нарушением контактов между вторичными надмолекулярными структурными образованиями. При этом подвижность таких сложных образований должна возрасти, а количество низкомолекулярного вещества, сорбированного на местах контактов, должно быть, по-видимому, весьма небольшим. Излон енные соображения явились предметом настоящего исследования. [c.387]

Прп заданных химич. строении и составе М. с. пластиков сильно зависят от реализующейся надмолекулярной структуры, что обусловливает зависимость М. с. от условий получен1тя, переработки и последующей обработки полимерного материала. Наиболее подробно изучено влияние особенностей сферолитной структуры на М. с. кристаллич. полимеров. Влияние надмолекулярной структуры на М. с. аморфных полимеров пока практически не изучено, хотя сам факт такого влияния несомненен. [c.117]

Модифицирование изменением условий получения твердого тела. Структурно-механич. исследования позволили получить представление о влиянии на физич. структуру полимерного тела его механической и тепловой предыстории. Это открыло эффективные приемы М. с., основанные на выборе рационального температурно-временного механпч. режима формования полимерного тела из расплава (темп-ра расплава, длительность его выдержки при повышенных темп-рах, режим охлаждения, давление и др.), а также на преобразовании уже сложившейся надмолекулярной структуры материала или изделия путем механич. воздействий на нее в соответственно выбранных температурных условиях (напр., многократными деформациями, прокаткой). [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология