Фотоупругость полимеров

ФОТОУПРУГОСТЬ ПОЛИМЕРОВ - возникно вение оптич. анизотропии и связанного с ней двойного лучепреломления в первоначально изотропных полимерных твердых или жидких телах под действием механич. нагрузок. При одноосном растяжении пли одностороннем сжатии изотропное твердое тело приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптич. осью, параллельной оси растяжения или сжатия. Жидкие полимерные тела становятся оптически анизотропными при течении. Прп более сложных деформациях, наир, при двустороннем растяжении, твердый образец становится оптически двухосным. [c.275]

Фотоупругость полимеров 5—349 Фотохимические реакции — см. Фотохимия [c.588]

Угол ориентации плоскости боковой группы молекул полиметакрилатов по данным двойного лучепреломления в потоке и фотоупругости полимеров [c.693]

Поляризационно-оптический метод исследования напряжений (ПОМ) заключается в использований Ф. для регистрации напряжений и деформаций, возникающих в твердых телах. ПОМ нрименяют при исследовании структуры полимеров напр., но распределению напряжений при деформировании частично ориентированных или частично кристаллич. образцов определяют зоны их упорядоченности или кристалличности. Др. важная область ирименения ПОМ — 1[сследование напряжений и деформаций в изделиях из упругих материалов (сталь, бетон и др.). Такие изделия заменяют увеличенными или уменьшенным - моделями, имеющими такие же форму и напряжение, как у изучаемого объекта (метод фотоупругих моде л ей). Зависимость между напряжениями в реальном изделии и в модели находят с помощью теории моделирования. Модель обычно изготовляют из прозрачных полимеров, находящихся в стеклообразном или врлсокоэластич. состоянии и имеющих высокие значения оптического коэффициента напряжения. [c.384]

Между различными свойствами линейных и слабо сшитых аморфных полимеров имеется много общего, например, выше температуры размягчения и те и другие обладают высокоэластическими свойствами [37, с. 50]. Соотношения фотоупругости, выведенные для сшитых полимеров, одинаково справедливы и для линейных полимеров. [c.185]

Области применения оптической микроскопии. С помощью поляризационной О. м. можно прежде всего найти линейные и угловые размеры структурных элементов, поскольку величина Дга непосредственно связана с толщиной объекта 6, (см. вышеприведенную ф-лу). Помимо этого, метод позволяет определять важные оптич. характеристики (показатели преломления, знак двулучепреломления) как структурных элементов, так и полимерных систем в целом. Установление знака А в элементе надмолекулярной структуры весьма существенно, ибо позволяет определить ориентацию молекулярных цепей в нем. В свою очередь (напр., при появлении положительных, отрицательных и аномальных сферолитов в полиэтилентерефталате), знание ориентации цепей позволяет сделать важные выводы о кинетике и морфологии кристаллизации в разных режимах. Не менее важные выводы на основе изменений знака Ап, сопровождающих деформацию сферолитов в растягиваемых волокнах или пленках, м. б. сделаны о кинетике и морфологии ориентационных процессов. По поводу значимости определения Аи в аморфных полимерах см. Фотоупругость. [c.240]

В тех случаях, когда неприменим метод фотоупругих моделей (неизвестны нагрузки или затруднено моделирование), используют метод фотоупругого покрытия, к-рый заключается в нанесении на поверхность реального изделия тонкого (0,05—0,3 см) слоя прозрачного полимера. Деформации, возникающие на поверхности образца, создают двойное лучепреломление в слое покрытия, что при исследовании в отраженном свете позволяет получить картину распределения напряжений на поверхности изделия. [c.384]

Оптические методы. Некоторые авторы пытались изучать внутренние напряжения в покрытиях методом фотоупругости, пропуская свет через само покрытие. В ряде работ указывается, что недостатком данного метода является то, что он не может использоваться для исследования непрозрачных покрытий. Метод фотоупругости не может использоваться для количественного определения внутренних напряжений, возникающих в полимерах, если в данном примере наблюдались пластические и высокоэластические деформации. [c.14]

Разница в анизотропии мономерного звена стереоизомеров, по-видимому, вызвана различным характером вращения в их боковых группах. При этом приближение плоскости боковой группы к направлению основной цепи увеличивает положительную анизотропию мономера и всей цепи (или уменьшает их отрицательную анизотропию). Этот случай имеет место у всех исследованных полимеров метакрилового ряда. В табл. 8.22 приведены соответствующие значения ф, вычисленные по экспериментальным значениям с использованием формулы (8.28). Для полистирола, наоборот, изотактический полимер имеет ф большее, чем атактический (табл. 8.20). Уменьшение ф с увеличением микротактичности, наблюдаемое у полиметакрилатов, означает уменьшение жесткости боковых групп при перестройке структуры цепи из атактической в стереорегулярную. Приведенные данные согласуются с результатами изучения фотоупругости тех же образцов [230—232]. [c.691]

С двойным лучепреломлением полимеров связано возникновение явления фотоупругости (в механическом поле), эффекта Керра (в электрическом поле) и эффекта Коттона—Мутона (в магнитном поле). Фотоупругость полимеров зависит от их фазового и физического состояния. Метод фотоупругости используется для изучения характера распределения внутренних напряжений в полимерах без их разрушения [9.4]. Изучая эффект Керра в полимерах, можно оценить эффективную жесткость полярных макромолекул, мерой которой служит корреляция ориентаций электрических диполей вдоль цепей [9.5]. Наблюдение эффекта Коттона — Мутона (проявление дихроизма в магнитном поле), обусловленного диамагнитной восприимчивостью и анизотропией тензора оптической поляризуемости, позволяет оценивать значения коэффициентов вращательного трения макромолекул полимеров. Все эти методы исследования оптических свойств полимеров получили широкое распространение и, так же как и спектроскопические методы, в достаточной мрпл описаны в литературе [9.6 50]. [c.234]

Приведенная расчетная схема для определения коэффициента оптичесюй чувствительности дает возможность оценить ожидаемую оптическую чувствительность полимера и имеет определенное значение для синтеза полимеров, пригодных для использования в поляризационно-оптическом методе исследования напряжении (метод фотоупругости). [c.242]

Термодинамические методы, при помощи которых впо. не возможно решение вопроса об истинном фазовом состоянии полимера, слишком трудоемки и неудобны в экспериментальном отношении. Рентгеноструктурные методы в обычно ч их виде не позволяют отличить друг от друга ориентированные аморфные и кристаллические полимеры, поскольку их анизотропия может быть обусловлена кристалличностью или являться простым отражением симметрии внешнего силового поля (на этом основано явление фотоупругости). Выход из затруднения был найден Катцом, предложившим использовать тот же рентгеноструктурный метод, но путем вращения при съемке непрерывно менять направление оси ориентации относительно оси пучка света. Так было доказано, что во время растяжения натурального каучука происходит не простая ориентация, а кристаллизация. [c.464]

Была предпринята попытка описать динамические и оптические, характеристики смесей на основании свойств их компонентов с использованием более простой эквивалентной механической модели. Пусть бинарная смесь состоит из доменов полимера 2, диспергированных в полимере 1. Связь между доменами осуществляется по последовательно-параллельному механизму.. Простой анализ изменения фотоупругих постоянных при смешении указывает, что модель должна учитывать параллельное йключение элементов, особенно при равных объемных долях смешивающихся компонентов. Такая система скорее напоминает переплетающуюся сетку двух фаз, чем дисперсию одной фазы в другой. [c.91]

О. с. полимеров и близких им по строению низкомолекулярных соединений, как правило, различаются не сильно. Лишь нек-рые О. с., связанные с размером макромолекул, их цепным строением и огромным кон-формационным набором, выражены для полимерных систем сильнее, чем для соответствующих низкомолекулярных соединений. К таким свойствам относятся рассеяние света р-рами полимеров, двойное лучепреломление в потоке, фотоупругость и нек-рые др. динамо-оптич. свойства. В то же время поглощение света, комбинационное рассеяние и др. свойства слабо отличаются от свойств соответствующих низкомолекулярных моделей. При решении конкретных задач молекулярной оптики низкомолекулярных соединений необходимо статистич. усреднение тензора поляризуемости молекул по их различным пространственным ориентациям. При рассмотрении составляющих тензора поляризуемости макромолекул, кроме вышеуказанного усреднения, суммируют тензорные составляющие отдельных связей или групп по конформациям макромолекулы и находят инварианты тензора, определяющие рассматриваемое О. с. В основе такого усреднения лежит поворотноизомерная модель макромолекулы, предложенная М, В, Волькенштейном, [c.246]

Фотоупругость (Ф.). В отличие от низкомолекулярных соединений, аморфные полимеры проявляют Ф.— вынужденное механич. полем двойное лучепреломление. Ф. зависит от напряжения, молекулярной ориентации и анизотропии статистич. сегмента полимера, от степени сшивки. На определении Ф. основан метод исследования пространственных сеток в гетерогенных полимерных материалах, а также эластооптич. метод моделирования (изучение распределения напряжений на деталях из прозрачных пластмасс, имитирующих крупные детали и строительные конструкции), применяемой в технике и строительстве. См. Фотоупругость. [c.250]

Коэффициенты е и у называются оптическими коэффициентами напряжения и деформации, а само явление возникновения двойного лучепреломления при деформировании полимера называется фотоупругостью или фотоэластнческим эффектом. [c.421]

Оптические методы. В ряде работ пытались исследовать внутренние напряжения в покрытиях методом фотоупругости, пропуская свет через само покрытие. Недостаткод этого метода является его непригодность для исследования непрозрачных покрытий. Метод фотоупругости неприменим также для количественного исследования внутренних напряжений, если в полимере наблюдались пластические и высокоэластические деформации. В общем случае в полимере под действием напряжений развиваются пластические, высокоэластические и упругие деформации. Все эти деформации дают эффект двулучепре- [c.146]

Ориентация полимера также приводит к появлению двойного лучепреломления, при этом величина Дп тем больше, чем больше напряжение в образце. Этот эффект используется при исследовании распределения напряжений методом фотоупругости. Трелоар1< > показал, что кристаллизация вносит дополнительный по отношению к создаваемому за счет растяжения вклад в Ли . [c.68]

Обратимые фотоупругие явлеппя в твердых полимерах при малых напряжениях обусловлены в основном изменением апизотроиии, к-рая связана с деформацией электронных оболочек атомов и молекул и с малой упругой ориентацией оптически анизотропных макромолекул или их частей (напр., подвижных боковых групп) вблизи их равновесных положений. Эта часть Ф. п. устанавливается практически мгновенно (со скоростью внутри- и межмолекулярных колебаний и качаний). Прп достаточно высоких напряжениях оптпч. анизотропия твердых полимеров меняется скачком одновременно с возникновением вынужденной высокоэластич. деформации (см. Механические свойства полимеров). [c.275]

Модели отдельных деталей или целых устройств, сделанные из органического стекла, позволяют визуально наблюдать за их работой, а также служат как наглядные учебные пособия или экспонаты. В технике моделирования — новейшем методе проектирования промышленных сооружений и машин—используют такие свойства органического стекла, как легкая обрабатываемость, малый вес и прозрачность. Для исследования напряжений в прозрачных моделях конструкций и деталей машин методом фотоупругости пригоден полиметилметакрилат или, еще лучше, некоторые его производные, в частности полибензилметакрилат, выпускаемый в ЧССР под маркой умаполяр [72]. При нагружении модели, изготовленной из этого материала, в прозрачном полимере возникают внутренние напряжения, проявляющиеся в поляризованном свете в виде системы цветных или черных линий (рис. 83). Их математическая оценка позволяет изучить распределение и величину напряжений в моделируемых конструкциях. Этот метод коренным образом упрощает проведение сложных статических расчетов гидротехнических сооружений, высоконагруженных деталей машин, например шатунов двигателей внутреннего сгорания. [c.235]

Другой подход к задаче о двойном лучепреломлении в потоке ко1щептрированпых растворов полимеров был применен в теории Лоджа [66, 67], исполь-зовавщего для этой цели основные закономерности теории фотоупругости идеальной сетки гауссовых цепей. [c.571]

Формула (7.148) показывает, что наблюдаемое двойное лучепреломление Ап пропорционально разности двух соответствующих главных напряжений рх — р, = Ар. Коэффициент пропорциональности г (коэффициент фотоупругости) определяется лищь величиной оптической анизотропии цепи 1 — 2 и не зависит от густоты сетки (при условии, что длина ее участка />, заключенного между двумя узлами, много больше расстояния Л между этими узлами). Более того, теория гауссовой сетки приводит к заключению, что выражение (7.148) остается справедливым также и для полимера, набухшего в растворителе, и мало зависит от степени его набухания [69, 70]. [c.572]

В качестве примера приведен рис. 8.60 [230], где представлена температурная зависимость коэффициента фотоупругости г = Ап1Ар [см, формулу (7.148)] для стереоизомеров полиметилметакрилата и поли-н-бутилметакрилата, Фотоупругие свойства атактических и изотактических полимеров весьма различны. [c.691]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология