Высокоэластичность полимеров

Цель работы. Получение зависимости напряжение — деформация для высокоэластичных полимеров в режиме нагрузка — разгрузка (петли гистерезиса), расчет коэффициента механических потерь. [c.166]

Теперь можно попытаться выяснить причину, по которой полимеры в высокоэластическом состоянии обладают способностью испытывать большие обратимые деформации. Природа этого явления (т. е. природа высокоэластичности полимеров) носит энтропийный характер. Действительно, работа, необходимая для изотермической деформации полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии, равна изменению его энергии Гельмгольца (свободной энергии) [c.25]

Отсюда следует, что среднеквадратичное расстояние между концами цепи (й ) = пропорционально корню квадратному из числа звеньев (степени полимеризации) или из молекулярной массы цепи. Из проведенного приближенного анализа уже ясно, что реальная цепочка в геометрическом плане эквивалентна линейной системе, состоящей из независимых элементов — статистических сегментов [10, с. 23 24, т. 2, с. 100—133]. Эта модель свободносочлененных сегментов (рис. 1У.4), несмотря на ее простоту, привела к полному - описанию основных черт высокоэластичности полимеров в блочном состоянии. [c.128]

В непористых мембранах из-за отсутствия пор в плотном слое резко сокращается количество вещества, адсорбированного поверхностью, решающую роль играет растворимость газов в матрице мембраны. Процесс идет по механизму абсорбции, который условно включает стадии поверхностной сорбции и последующего растворения газа при этом возможна диссоциация молекулы газа или образование нового химического соединения. Таким образом, проникающее вещество и матрица мембраны образуют растворы, которые могут быть однофазными (в высокоэластичных полимерах) или гетерофазными (в полимерах композиционно-неоднородной структуры). Во втором случае необходимо различать дисперсную фазу и дисперсионную среду. В полимерах роль дисперсной фазы играют структурные образования, характеризующиеся периодичностью расположения макромолекул и большой плотностью упаковки. Обычно принимают, что проникающее вещество растворяется и мигрирует только в дисперсионной среде, обычно аморфной фазе, обладающей значительной долей свободного объема и большей подвижностью элементов полимерной матрицы. Мембраны, изготовленные из композиционных материалов с наполнителями или армирующими элементами, представляют собой многофазные системы. [c.71]

Полимерные материалы являются вязкоупругими твердыми телами. Склонность последних к неупругому и пластическому деформированию убывает, когда они испытываются при высоких скоростях нагружения и (или) при низких температурах. Более низкая деформируемость вызывает у прежде вязкого или высокоэластичного полимера хрупкое разрушение. Убедительным доказательством этого факта служит хрупкое разрушение при испытании на удар натурального каучука при температуре жидкого азота. [c.268]

При нагревании этого тримера до 300" в течение нескольких часов образуется высокоэластичный полимер, напоминающий натуральный каучук [c.470]

Высокоэластичные полимеры (эластомеры), имеющие в ненапряженном состоянии также аморфное строение (например, каучуки и резины) и обратимо деформируемые под воздействием относительно небольших нагрузок. При нагревании многие твердые полимеры становятся высокоэластичными (полистирол, поливинилхлорид и др.). [c.383]

На набухании и растворении полимеров сказывается их физическое состояние. Конечно, легче всего набухают и растворяются полимеры в вязкотекучем и высокоэластическом состоянии, молекулы которых связаны друг с другом наименее прочно. Значительно труднее растворяются полимеры, находящиеся в застеклованном состоянии. В этом случае сначала при контакте полимера с растворителем молекулы растворителя проникают в поверхностный слой полимера, что вызывает поверхностное набухание его. Далее набухший полимер растворяется таким же образом, как и высокоэластичный полимер. Граница раздела между твердым полимером, в который еще не проник растворитель, и набухшим его слоем [c.444]

Ко второй группе следует отнести высокоэластичные полимеры, способные обратимо деформироваться на многие сотни процентов натуральные и синтетические каучуки, различные типы резин, полиизобутилен, не сильно пластифицированные поливинилхлорид, поливинилацетат и другие полимеризационные пластики. [c.191]

Большинство аморфных полимеров может находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. На этой основе полимерные материалы можно разделить на три группы. В первую группу включаются все жесткие полимеры, неспособные к растяжению и большим упругим деформациям, например полистирол. Ко второй группе относятся высокоэластичные полимеры, способные обратимо деформироваться на многие сотни процентов например, натуральные и синтетические каучуки, различные типы резин. К третьей группе относятся пластичные полимеры, обнаруживающие текучесть при воздействии внешних сил, например низкомолекулярные полиизобутилены. [c.486]

Ниже сопоставлены значения модулей упругости твердых тел с модулями высокоэластичных полимеров [c.309]

Нормальные напряжения и высокоэластичность полимеров 261 [c.261]

Аналогичны и тепловые эффекты при деформации при одноосном растяжении высокоэластичный полимер нагревается, а ири восстановлении первоначальных размеров после снятия нагрузки — охлаждается (как известно, газы при деформации (сжатии) нагреваются, а ири расширении—охлаждаются). Обратная картина наблюдается при упругой деформации кристаллических твердых тел они охлаждаются при деформировании и нагреваются при исчезновении деформации. Объясняется такое различие в поведении высокоэластических и кристаллических тел разницей в физической сущности происходящих в них процессов. [c.255]

В цепи полиэтилена (с. 59), состоящей из единичных связей С—С, внутренние повороты происходят в каждом звене цепи. Именно внутренним вращением, т. е. конформационными переходами, и определяется гибкость цепи, ответственная за высокоэластичность полимера. [c.67]

В этом и состоит принципиальное отличие высокоэластичности полимера от упругости твердого тела (скажем, стальной пружины), определяемой изменением внутренней энергии. [c.121]

Таким образом, упругая сила полимерной цепи оказывается прямо пропорциональной расстоянию к между концами цепей. При растяжении такой цепи ее упругость возрастает, в нерастянутом состоянии цепь сворачивается в клубок. Другим важным свойством полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии, является то, что его упругая сила прямо пропорциональна температуре. Таким образом, ясно, что высокоэластичность полимеров обусловлена тепловым движением звеньев, происходящим в результате внутреннего вращения. [c.26]

Влияние молекулярной массы на высокоэластичность полимеров [c.7]

Таким образом, в отличие от кристаллических веществ, у которых способность возвращаться в исходное состояние после прекращения действия внешней силы обусловливается взаимным притяжением частиц, высокоэластические свойства обусловлены тепловым движением звеньев цепей, действующим в направлении увеличения числа различных конформаций макромолекулы ( 22), что сопровождается возрастанием термодинамической вероятности и, следовательно, возрастанием энтропии ( 81). В этом отношении упругие свойства высокоэластичных полимеров ближе к упругим свойствам газов, так как в газах упругость тоже определяется не взаимным притяжением частиц, как в кристаллах, а тепловым движением молекул, и расширение газа так же сопровождается возрастанием его энтропии, как и возвращение полимера в первоначальное состояние. [c.567]

Некоторые авторы (Г. М. Бартенев и другие) различают две температуры стеклования. Температуру 7 , при которой полимер при охлаждении теряет способность изменять внутреннюю структуру, и температуру Т , при которой исчезает высокоэластичность полимера при охлаждении. При наблюдении за изменением объема или других физических свойств определяется Г , но для характеристики влияния температуры на механические свойства важнее 7 Р и только эта температура стеклования проявляет зависимость от частоты периодически действующей внешней силы. Г не может быть ниже и тем больше отличается от нее. чем выше частота действующей силы. [c.577]

В зависимости от источника действие механической силы на перерабатываемый материал может быть различно (дробление, трение, перемешивание, растирание, фрезерование, размол, резание, разрыв и т.-д.), причем эффективность процесса обеспечивается только в случае, когда метод обработки соответствует физическим свойствам полимера и создает максимальную концентрацию энергии на единицу объема. Например, высокоэластичные полимеры испытывают интенсивную деструкцию в про- [c.10]

Впервые влияние этого фактора было исследовано Пайком и Уотсоном [39] при мастикации высокоэластичных полимеров на холоду с применением как инертных (азот и аргон), так и активных (кислород, воздух, мономеры) сред. По мнению авторов, протекание этих процессов зависит от наличия или отсутствия кислорода. Так, например, в присутствии кислорода эффективность процесса пластикации на вальцах повышается, а при пластикации в инертных газах (азот или аргон) и даже в водороде понижается. [c.43]

КАУЧУКИ м мн. Высокоэластичные полимеры, получаемые из каучуконосных растений (натуральный каучук) или путём химического синтеза (синтетический каучук), см. тж. КАУЧУК. [c.177]

Резиновые смеси изготовляют на основе высокоэластичных полимеров, называемых эластомерами, или каучуками. Существенная составная часть резиновых смесей — вулканизирующие агенты. Благодаря им макромолекулы соединяются поперечными связями, образуются полимерные соединения пространственной структуры. Вулканизирующим агентом для каучуков, имеющих двойные связи, служат сера или серусодержащие [c.29]

В аморфных стеклообразных полимерах макромолекулы агрегируются в более или менее вытянутые пачки, способные, в свою очередь, к образованию более сложных структур, вплоть до структур дендритного типа. Известны также аморфные стеклообразные полимеры иного строения, у к-рых свернутые в глобулы макромолекулы агрегируются в своеобразные гроздья почти шарообразной формы. У аморфных высокоэластичных полимеров обнаружены своеобразные надмолекулярные структуры, названные полосатыми. Получены также данные, доказывающие существование простейших элементов надмолекулярной структуры во всех остальных типах аморфных полимеров (расплавах, р-рах, студнях). [c.64]

Скорость кристаллизации достигает максимума при —25. При этой температуре процесс кристаллизации заканчивается в течение 10 час., тогда как при +20 он происходит в продолжение года. Растяжение натурального каучука приводит к ориентации полимера, следовательно, способствует повышению скорости и степени кристаллизации. Этим объясняется высокий предел прочности при растяжении резин на основе натурального каучука. Выше 45° натуральный каучук утрачивает кристалличность и переходит в аморфное состояние, одновременно начинают возрастать пластические деформации. При обычной температуре натуральный каучук представляет собой высокоэластичный полимер. Высокую эластичность каучук сохраняет и при низких температурах, вплоть до —70°, что свидетел1>ствует о высокой морозостойкости этого полимера. Температура перехода его в стекловидное состояние составляет минус 70—минус 75 [c.236]

Известно, что высокоэластичность полимеров связана с изменением конфигурационной энтропии полимерных цепей при деформации, тогда как упругость обычно твердых тел связана с изменением внутренней энергия. Термодинамический подход к анализу равновесной деформации позволяет сделать некоторые заклюмепня [c.65]

В гл. 1 было рассмотрено гкдаятие о сегменте макромолекулы. Вперш>1 это понятие было введено Куном, Гутом и Марком, когда на первом этапе была предложена статистическая теория макромолекул как линейных систем, состоящих из независимых отрезков— статистических сегментов. Эта модель свободно сочлененных сегментов (рис. 4.4) привела к полному описанию основны.к черт высокоэластичности полимеров в блочном состоянии. [c.88]

В пятой главе дается методика расчета температуры текучести аморфных полимеров и температурного интервала высокоэласгичности полимеров по их химическому строению, а также выясняются условия появления состояния высокоэластичности полимера в зависимости от его молевулярной массы, что важно при переработке полимеров. [c.15]

При сополимеризации этилена с а олефинамн в присутст ВИИ окислгв метатов с введением в полимерную цепь сравни тетьно небольшого количества второго компонента для модпфи кации свойств полиэтилена наряду с улучшением динамических свойств несколько улучшаются и эластические свойства поли меров Однако в присутствии таких катализаторов не удается получить полностью аморфный высокоэластичный полимер с вы соким содержанием пропилена в сополимерной цепи [c.3]

Мехаяодеструкция происходит при самых разнообразных воздействиях на полимеры вальцевании, дроблении, экструзии, измельчении, обтачивании, сверлении, шлифовании, полировании, одно- и много кратных деформациях и т. д. Известно, что относительно небольшие многократные деформации даже высокоэластичных полимеров, в которых сравнительно благоприятны условия для выравнивания напряжений, вызывают интенсивный процесс механодеструкции с резким снижением молекулярной массы. Так, молекулярная масса полиизобутилена при циклическом сжатии всего на 33% через 7,2 млн. циклов понижается с 7-10 до 1,6-10 , т. е. более чем в 4 раза [141]. [c.51]

Прн рассмотрении не,многочисленных литературных данных о влиянии температуры на процесс механодеструкции высокоэластичных полимеров (например, каучука) и жестких полимеров (например, целлюлозы, полистирола, полиметилметакрилата) обра- [c.106]

Итак, быстрый разрыв происходит без образования надрывов, в результате прорастания треш,ин разрушения, медленный—путем образования и прорастания надрывов . В первом случае поверхность разрыва гладкая, во втором—шероховатая. На первой стадии разрушения растут дефекты в виде надрывов, дающие шероховатую зону поверхности разрушения, на второй— дефекты в виде трещин, дающие гладкую зону. В соответствии с этим разрушение резин происходит вследствие роста дефектов двух видов надрывов и трещин . Механизм разрушения ири прорастании трещин в резине аналогичен таковому ири разрушении хрупких тел (непосредственный разрыв связей), чем и оправдывается термин трещина для высокоэластичного материала. Образование сильноориентированных тяжей на первой стадии разрушения связано с преодолением межмолекулярных связей. Поэтому молекулярный механизм медленного разрыва высокоэластичных полимеров состоит из элементарных актов, включающих преодоление межмолекулярного взаимодействия при образовании тяжей и разрыв химических связей. [c.111]

Технологический процесс получения волокон стремятся проводить так, чтобы достигалась высокая степень ориентации макромолекул в волокне не только на его поверхности, но и в середине. При деформации волокна изменения конформаций макромолекул происходят в меньшей степени, чем при разрушении высокоэластичных полимеров или неволокнообразующих полимеров. [c.138]

В литературе нет сведений о фундаментальном морфоло--гическом, структурном (на молекулярном уровне) и теорети-ческом анализе упрочняющей роли кристаллизации. Попытки феноменологического анализа предпринимались неоднократно. Трелоаром [73] были поставлены развернутые опыты по определению соотношений двойного лучепреломления и напряжений при одноосном растяжении вулканизатов НК в достаточно широком интервале температур (от —50 до - -100°). Сопоставление этих данных с данными об изменении -плотности и двойного лучепреломления в сыром НК при различных растяжениях (от О до 870%) и нуле градусов позволило Трелоару сделать замечания, которые не потеряли своей остроты в связи с тем, что до самого последнего времени встречаются упрощенные трактовки причин резкого возрастания напряжений перед разрывом. Ниже цитируются эти замечания [74] Некоторые авторы пошли настолько далеко, что предположили, будто кристаллизация является основной причиной искривления кверху кривой растяжения. Скорее можно сделать вывод, что эта кривая обусловливается, в основном, статистическими свойствами аморфной сетки, но подвержена изменениям в количественном отношении благодаря дополнительным осложнениям прогрессивно нарастающей кристаллизации . Здесь следует обратить внимание на то, что термодинамическое рассмотрение образования кристаллитов при растяжении аморфных (в нерастянутом состоянии) высокоэластичных полимеров, проведенное Ман-делькерном [10], указывает на практически полное завершение процесса кристаллизации до резкого возрастания кривой. [c.69]

Рассмотрение кривых (рис. 1), полученных при 2 20°С, позволяет разде-лить процесс на 4 стадии. На первой стадии (до 24 ч) происходит образование высокоэластичного полимера, физикомеханические свойства которого монотонно и с очень небольшой скоростью изменяются на 2-й стадии. Наибольший интерес представляет 3-я стадия, где происходит резкое увеличение прочности. На 4-й стадии свойства композиций стабилизируются. Аналогичные кривые были получены для композиций альтин-25 и -50. Па- раллельность функций свойств материала на гретьем участке, выражаемых зависимостью фт(т)=афг (x)-fg(O. свидетельствует о применимости к альтинам принципа температурно-вре-менного соответствия в интервале исследован- [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология