Эластичность идеального каучука

Эластичность идеального каучука [c.162]

ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ Эластичность идеального каучука [c.162]

На рис. 1.12 пунктирной линией обозначена область применимости уравнения (1.6), аналогичного уравнению состояния идеального газа РУ = пЯТ, которое также основано на представлении об энтропии. Ни теория эластичности идеального каучука, ни теория идеального газа не рассматривают особенности химического строения, а учитывают только характер молекулярного движения. [c.36]

Полиэтилен, если судить по Гс его аморфной фазы, был бы идеальным каучуком, однако он имеет устойчивую кристаллическую структуру, что в значительной-степени снижает высокоэластические свойства и придает ему свойства эластичного пластика, а не каучука. [c.118]

Свойства гетерогенных мембран существенно зависят от свойств связующего материала, который определяет их химическую стойкость, механическую прочность и смачиваемость. В последнее время в качестве связующего материала широко применяют силиконовый каучук. Он имеет идеальные гидрофобные свойства, а эластичность, сопротивление растрескиванию и относительно малое набухание силиконового каучука в водных растворах делают его наиболее ценным связующим материалом. [c.201]

Кремнийорганические полимеры позволили решить многие клинические задачи в практике челюстно-лицевой хирургии и стоматологии. Для исправления дефектов челюстно-лицевой области применялись различные синтетические полимеры акрилаты, поливинилхлорид, сополимеры винилхлорида, полиэтилен и сополимеры его с полиизобутиленом, тефлон [37]. Однако только силоксаны наиболее полно отвечают требованиям на идеальный эластичный материал для восстановительной хирургии лица [38]. На основе силоксанового каучука методом горячей вулканизации готовят различные формы, используемые при исправлении обширных дефектов челюстно-лицевой области. Исследования подтвердили [39] биологическую и хими--ческую инертность силоксановых имплантантов в среде крови, физиологических растворах, желчи и кислотах. [c.282]

Здесь и в дальнейшем в качестве показателя степени вулканизации используется значение модуля при 300%-ном удлинении. Уже упоминалось, что вулканизация заключается в образовании поперечных связей между молекулами полимера. Исходя из статистической теории эластичности каучуковых сеток, Флори с сотр. показали, что в равновесных условиях модуль растет с увеличением числа поперечных связей в единице объема каучука. Несмотря на то что в реальных смесях и в лабораторной практике наблюдаются отклонения от идеальной прямой, модуль считается наиболее точным и целесообразным показателем. [c.133]

Совокупность параметров и количественных зависимостей, описывающих свойства идеальных сеток, была широко использована для изучения зависимостей структура — свойства реальных вулканизатов. К настоящему времени хорошо установлено, что прочность и эластичность вулканизатов возрастают с увеличением доли активной части сетки, т. е. с увеличением молекулярной массы и сужением молекулярно-массового распределения сшиваемого каучука, уменьшением его разветвленности, снижением содержания золь-фракции и других дефектов сетки. Однако количественного описания этих зависимостей до сих пор не найдено и они являются качественными. В полной мере это справедливо для описания свойств вулканизатов в зависимости от густоты сетки. В соответствии с уравнениями (10.1—10.3) следует ожидать монотонного изменения разрывного напряжения в образце с увеличением концентрации активных цепей. Однако такую зависимость наблюдали только при квазиравновесном способе деформации вулканизата [15, с. 180]. При растяжении с конечной скоростью прочность при растяжении с увеличением густоты сетки изменяется по кривой с максимумом (рис. 10.8). Известны многочисленные [c.222]

При тщательном приготовлении проб [37] деформация обратима даже в случае длительного действия нагрузки и в сравнительно широких температурных пределах М = ПО "). На рис. 4 представлены данные ряда опытов, проводившихся при 50 и 160°. При 160° и нагрузке 1 кг/см в течение 1000 сек. обратимая деформация составляет еще более 90%. Исследование других проб в условиях комнатной температуры показало, что деформация остается полностью обратимой еще после многих часов действия нагрузки. Это отвечает требованию теории Куна о резком увеличении времени релаксации общего модуля эластичности в случае идеально высокоэластичных веществ. Аналогичные опыты с высококачественными слабо вулканизованными натуральными каучуками показали, что в широком интервале температур отмечаются неблагоприятные деформационные свойства и недостаточная эластичность. Аккуратно приготовленный [c.75]

Интересным примером кристаллизующегося каучука является полиэтилен (ом. табл. 1), который, будучи кристалличен при комнатной температуре, является достаточно жестким, чтобы поддерживать свою форму, даже без вулканизации. Эта комбинация механических свойств с исключительно высокой диэлектрической характеристикой делает его идеальным материалом для применения в высокочастотных кабелях, где требуется лишь весьма ограниченная степень эластичности. [c.24]

Для натурального каучука было найдено, что его внутренняя энергия не зависит от длины растяжения. Если это верно, то можно показать, что сила сжатия полностью обусловлена изменением энтропии (сравни задачу 12, стр. 138). Интересно отметить, что давление идеального газа является также исключительно энтропийным эффектом, причем внутренняя энергия не зависит от объема. По теории высокой эластичности сила сжатия удлиненного куска полимера находится в прямой зависимости от абсолютной температуры. Эта связь существует, так как тепловое движение цепей увеличивается с ростом температуры. [c.620]

Хермане с сотр. [1061, используя теорию эластичности идеального каучука, определили изменение химического потенциала растворителя путем измерения силы, необходимой для достижения состояния равновесия набухшего образца каучука. Для образцов известного молекулярного веса были получены характеристические константы, используемые при расчете абсолютного молекулярного веса. Полученные величины для полистирола молекулярного веса 5000—18 ООО оказались в соответствии со значениями констант, полученными методом седиментации, По-видимому, метод эластоосмометрии прост и быстр в том случае, если диффузия полимера низкого молекулярного веса в набухшем образце не сопровождается неприятными эффектами, влияющими на конечный результат, и если данный метод можно использовать для исследования полимеров более высокого молекулярного веса. Применение этого метода при повышенных температурах возможно, если удастся найти эластомер подходящей чувствительности и стабильности (см. гл. XV). [c.397]

Вклад энергетической составляющей в величину модуля эластичности тем больше, чем интенсивнее межмолекулярное взаимодействие в полимере, чем легче макромолекулы ориентируются при растяжении (вплоть до образования кристаллических структур). При этом оп возрастает для эластомеров с полярными заместителями (например, полихлоропреи, бутадиен-нитрильные каучуки и др.) или эластомеров, построенных из однотипных мономерных звеньев (каучуков регулярного строения, таких, как цисЛЛ-полиизопрен). Кристаллизация, которая наблюдается, как правило, при высоких степенях растяжения, приводит к существенным отклонениям экспериментальной кривой нагрузка — удлинение от теоретической. Модуль эластичности резко возрастает. При кристаллизации выделяется тепло, что сильно увеличивает разогрев деформируемого эластомера. Таким образом, закономерности деформации реальных эластомеров заметно отличаются от закономерностей деформации идеальных каучуков [36—44]. [c.88]

Следует отметить, что высокая эластичность каучука совершенно отлична от упругих деформаций кристаллических веществ или металлов, составляющих всего несколько процентов от исходных размеров, тогда как каучук можно растягивать в 10 раз. Резко различаются также необходимые для деформации напряжения. Модуль упругости (или модуль Юнга) Е, характеризующий отношение между приложенным напряжением-и относительным удлинением образца, составляет для стали около 20000 кг мм , для стекла около 6000 кгЬш , а для каучука лишь около 0,1 кг/мм . Эти различия объясняются тем, что при упругой деформации кристаллов происходят небольшие изменения средних расстояний между молекулами и валентных расстояний между атомами, связанные со значительными изменениями внутренней энергии. Напротив, при чистой высокоэластической деформации большие удлинения происходят без изменения валентных расстояний, при постоянстве внутренней энергии (во всяком случае, при удлинениях до 3 раз). Лишь у идеальных газов можно также осуществить большие обратимые сжатия под действием небольших напряжений без изменения внутренней энергии. Сжатый газ в замкнутом пространстве после снятия давления вновь возвращается к первоначальному объему благодаря тому, что этот процесс соответствует переходу в наиболее вероятное состояние и происходит с увеличением энтропии. Легко видеть, что механизм упругих деформаций газа, несмотря на внешнее несходство, вполне аналогичен механизму эластической деформации каучука, причем модуль [c.228]

Помимо изложенного следует еще отметить существенное влияние, которое оказывает температура на степень отклонения свойств реального каучука от свойств идеального. При повышении температуры, вследствие изменения соотношения между энергией взаимодействия и энергией теплового движения молекул, возрастает подвижность всей цепной молекулы, что вызывает появление текучести. Таким образом, повышение температуры приводит к тому, что, помимо высокоэластической части деформации, становится заметной и даже может стать преобладающей пластическая часть деформации. С другой стороны, понижение температуры, увеличивая влияние энергии взаимодействия между звеньями по сравнению с влиянием энергии их теплового движения, может привести, к тому, что звенья цепи потеряют подвижность, и способность цепи изгибаться не смсжет быть реализована (явление застеклования каучука). В этом случае высокоэластическая деформация резко уменьшается и проявляется только упругая часть деформации. При сильном охлаждении каучук становится твердым и малодефор-мируемым. Эти две области температур (область размягчения и область появления текучести) ограничивают проявление высокоэластических свойств. Ясно, что слабая вулканизация, затрудняя текучесть, расширяет температурную область высокой эластичности. [c.201]

Например, в случае газов простейшей моделью является модель идеального газа, в которой пренебре-гается взаимодействие между частицами. При такой трактовке физические свойства системы определяются кинетической подвижностью составляющих ее молекул. Кинетическая теория газов была впервые разработана на основе этой упрощенной модели. Позднее трактовка была расширена введение сил между молекулами позволило принять в расчет более тонкие подробности и объяснить отличия в поведении различных газов. Однако для понимания основной природы газов это расширение не является необходимым модель идеального газа выявляет все черты, существенные для поведения газообразной системы. Наиболее полная теория эластичности каучука в ее современном состоянии аналогична в грубом приближении теории идеального газа. Достигнуто понимание характерных черт каучукоподобной эластичности, но требуется дальнейшее усовершенствование теории для того, чтобы она могла дать количественное объяснение характерных особенностей индивидуальных эластомеров и отличий между ними. [c.76]

Интересно отметить, что фосфонитрилхлорид удовлетворяет требованиям идеального эластомера, имеющего в основе стабильную молекулярную сетку, даже лучше, чем слабо вулканизованный высококачественный натуральный каучук. Согласно теории высокой эластичности [1, 116], модуль упругости пропорционален абсолютной температуре. Для одного образца эластомерного фосфонитрилхлорида модуль упругости найден равным 2,5 кг/см при 313°К и 3,2 кг/см при 413°К. В этом случае имеет место также обратимая кристаллизация внутри структуры. Таким образом, если полимер нагревать при постоянной деформации [42, 70], то нагрузка будет расти быстрее, чем в случае прямой пропорциональности от абсолютной температуры. При охлаждении растяжение остается вначале выше, чем образец имел нри этой температуре, затем окончательно уменьшается до нервоначаль- [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология