Механические свойства полимеров характеристика

Температуры стеклования и текучести по своей природе не аналогичны переходам вещества из одного агрегатного состояния в другое. Прежде всего они не являются константами даже для данного образца полимера. Только рассмотрев особенности, внутреннего строения и некоторые механические свойства полимеров, мы сможем правильно понять природу этих переходов, а пока ограничимся общей характеристикой их. [c.570]

Наиболее широкое применение находят эпоксидные компаунды, так как эпоксидные полимеры обладают малой усадкой, высокой адгезией, отверждаются без выделения летучих продуктов, отличаются высокими механическими и диэлектрическими характеристиками и по всему комплексу свойств превосходят материалы других типов [3], Одним из основных преимуществ эпоксидных полимеров является их способность хорошо работать в условиях стесненной деформации без нарушения сплошности. Именно эта способность, зависящая от всего комплекса механических свойств полимера, обусловливает широкое исполо-зование эпоксидных смол в компаундах. [c.155]

Проверка адекватности модели кинетики набухания осуществлялась на основании экспериментальных данных о положении оптической и фазовой границ. Для проверки адекватности использовался средний квадрат отклонения между экспериментальными и расчетными данными положения оптической и фазовой границ. Результаты проверки показывают, что моделирование деформации механических свойств полимера в процессе его ограниченного набухания, основанное на представлении системы сополимер — растворитель как сплошной среды с одним внутренним релаксационным процессом, вполне допустимо (погрешность не превышает +9%). Параметрами реологических уравнений являются модуль упругости среды и кинетический коэффициент ползучести, характеризующий внутреннюю подвижность макроцепей сополимера. Наряду с этим предлагаемая модель допускает (при необходимости) дальнейшее уточнение характеристик среды на основе более углубленного исследования реологических свойств системы сополимер — растворитель . [c.328]

Пластификация полиформальдегида малыми количествами пластификатора может сопровождаться улучшением распределения сферолитов по размеру и повышением физико-механических характеристик полимера [228]. Введение больших количеств пластификатора в полиформальдегид приводит к ухудшению распределения сферолитов по размерам, разупорядочению аморфных участков и ухудшению механических свойств полимера [228, 229]. [c.167]

В процессе эксплуатации и переработки полимерные материалы подвергаются совместному воздействию различных факторов — тепла, света, кислорода воздуха, радиации, химических реагентов, механических сил, а также микроорганизмов. При этом протекают различные физические и химические процессы, приводящие к ухудшению физико-механических свойств полимера. Чаще всего ухудшение эксплуатационных характеристик полимеров вызывается разрывом химических связей в основной цепи макромолекулы и уменьшением их молекулярной массы. [c.67]

Большое значение прочности как важнейшей характеристики механических свойств полимеров требует выяснения закономерностей влияния структуры полимера и внешних факторов на прочность. [c.206]

Гели желатины представляют собой твердообразные дисперсные системы при относительно небольшом содержании белка. Многообразие физических и физико-химических свойств реальных тел определяет разнообразие подходов и методов для характеристики их структурно-механических свойств. Структурно-механические свойства полимеров должны исследоваться в условиях чистого однородного сдвига, это позволяет определить все дефор- [c.87]

Характеристика реакций, приводящих к снижению механических свойств полимеров (процессы старения полимеров) [c.238]

Время релаксации — важнейшая характеристика механических свойств полимера. Оно может изменяться в очень широких пределах, например для каучукообразных полимеров от 10" сек до многих месяцев. Время релаксации увеличивается с повышением молекулярного веса полимера и уменьшается с ростом температуры и давления. Руководствуясь этими соображениями, можно выбрать оптимальный режим формования изделий из пластмасс. [c.400]

Молекулярный вес является важнейшей характеристикой высокомолекулярного вещества. От длины молекул зависят механические свойства полимера — прочность, эластичность, а также растворимость и вязкость раствора. С увеличением молекулярного веса повышается прочность и эластичность каучука, уменьшается растворимость, увеличивается вязкость растворов. [c.55]

Динамические характеристики оптико-механических свойств полимеров в значительной мере мог т отличаться от статических из-за влияния временного фактора. Так, при действии кратковременных имульсных нагрузок процессы, связанные с регистрацией в модели оптической картины полос, длятся от нескольких микросекунд до сотен микросекунд. В этом случае обычные квазистатические испытания на ползучесть и релаксацию напряжения не могут отражать сути происходящих при динамическом воздействии явлений, протекающих в полимерном материале. [c.254]

Характеристики высокополимеров при нагревании относятся к числу важнейших их параметров. Для кристаллических полимеров они определяются Тт, для аморфных полимеров — Тд. Знание этих температурных переходов необходимо для всесторонней характеристики физических и механических свойств полимеров, определения условий их переработки и технологии производства пласт- масс. [c.163]

II. Прямые структурные методы либо отсутствуют, либо слишком сложны. Полностью отсутствовать они, конечно, не могут под отсутствием понимается невозможность прямого, например, дифракционного наблюдения характеристик, связанных с размерами и формой разных морфоз или самих макромолекул, при этом градуировку по независимо определенным геометрическим структурным характеристикам произвести невозможно и, как следствие, невозможно охарактеризовать, например, механические свойства какой-нибудь морфозы или целого уровня структурной организации и связать их с механическими свойствами полимера в целом. [c.318]

Существует тесная взаимосвязь между различными механическими свойствами и процессом разрыва полимеров. Поэтому целесообразно хотя бы в общих чертах коснуться не только прочности, но и других механических свойств. Важными характеристиками полимера являются его статический и динамический модули, которые определяются главным образом межмолекулярным взаимодействием, ориентацией, кристалличностью, степенью поперечного сшивания, разветвленностью цепных молекул. Этими же факторами в значительной мере определяется хрупкость. Ударная вязкость сильно зависит от содержания низкомолекулярной части полимера, при ее повышении ударная вязкость уменьшается. Пластичность, как правило, увеличивается при добавлении веществ, присутствие которых делает надмолекулярную структуру менее плотной. [c.58]

В первом приближении целый ряд физико-механических свойств полимеров в стеклообразном состоянии, такие, как температура стеклования, коэффициент термического расширения (Р ), удельный объем (У ), модуль упругости Е) и напряжение при разрыве (Ор), являются функцией межмолекулярного взаимодействия между цепями, интегральной количественной характеристикой которого может служить величина плотности энергии когезии. Именно поэтому между этими параметрами часто можно наблюдать линейные корреляции. На рис. 13 и 14 приведены некоторые результаты проведенных нами исследований. На них представлены корреляции Tg—Pg, Tg — Е тз. — Е [43, 75, 76, 80] для различных химически модифицированных эпоксидных систем. Во всех примерах свойство полимера монотонно меняется с изменением его состава. [c.217]

Книга представляет собой обобщение мирового и отечественного опыта в области создания научных основ и экспериментальной техники для измерения характеристик механических свойств полимеров, прежде всего жестких конструкционных пластмасс. Основное внимание уделяется методам измерения релаксации, ползучести и динамических характеристик полимерных материалов, имеющим строгое физическое обоснование. а также наиболее прогрессивным инженерным методам оценки механических свойств пластмасс. Особо обсуждаются сканирующие (неизотермические) методы. [c.2]

Важной характеристикой пространственной сетки зацеплений является параметр Мс — молекулярная масса среднего участка цепи, заключенного между соседними узлами сетки зацеплений. Представление о существовании пространственной сетки зацеплений в линейных аморфных полимерах распространено достаточно широко 17—20]. Сведения о параметре М , для ряда полимеров приведены в обзоре Портера и Джонсона [20]. Рассмотренные варианты кинетической теории высокоэластичности хорошо согласуются с экспериментальными данными лишь в области малых деформаций. При больших деформациях наблюдается существенное расхождение. Это расхождение связано с исходными положениями и допущениями кинетической теории. Действительно, в этой теории не учитывается вклад изменения внутренней энергии в величину упругой силы, что противоречит ряду экспериментальных фактов, имеющих место при больщих деформациях. Использование гауссовского распределения также должно приводить к расхождению с экспериментом в области больших деформаций. Особенностью (а может быть и недостатком) кинетической теории высокоэластичности является то, что в ней практически не учитывается межмолекулярное взаимодействие, которое в высокоэластическом состоянии хотя и невелико, но все-таки существует. Тем не менее кинетическая теория высокоэластичности добилась большого успеха в описании и объяснении ряда физических (в том числе и механических) свойств полимеров, в установлении связи между пространственной структурой и физическими свойствами каучукоподобных полимеров. Эта теория является одной из наиболее хорошо разработанных областей физики полимеров. [c.89]

Термомеханическая кривая описывает механические свойства полимеров при малых деформациях, В большинстве случаев представляют интерес механические свойства при значительных деформациях растяжения. Обычно такие характеристики определяют на разрывных машинах при комнатной температуре и при постоянной скорости растяжения. [c.26]

Естественно, что термодинамические исследования растворов полимеров и изучение структуры полимерных волокон и пленок, начатые В. А. Каргиным ранее, были продолжены, но с учетом развития работ по механическим свойствам полимеров. Это привело к разработке важнейшей проблемы связи механических свойств полимеров с их структурными характеристиками. Начав с изучения влияния химического строения и ориентации макромолекул на свойства волокон и пленок, В. А. Каргин впоследствии пришел к выводу о существовании надмолекулярной структуры в полимерах во всех их физических состояниях и об ее существенной роли в формировании механических свойств полимеров. Особое значение имело то, что В. А. Каргин сразу обратил внимание на плодотворность проведения исследований меха- [c.9]

Одна из книг содержит оригинальные работы в области структуры и механических свойств полимеров и посвящена весьма важному разделу науки о полимерах — их молекулярной и надмолекулярной структуре, методам физического регулирования структуры полимерных тел, а также всему комплексу механических свойств, тесно связанных со структурными характеристиками полимеров. [c.4]

Наконец, звенья мономеров в молекуле соединяются регулярно (конец одного звена — начало другого звена) или нерегулярно (конец одного звена — конец другого звена, начало другого звена — начало третьего звена и т. д.), а заместители в боковых группах также могут иметь регулярное или нерегулярное пространственное расположение стереорегулярность полимеров, см. гл. III). Все эти факторы влияют на физические и механические свойства полимеров (степень кристалличности, температура размягчения и плавления, прочность и другие важнейшие свойства). Следовательно, знание строения полимеров и умение создавать заданную структуру их в процессе синтеза дают возможность широко регулировать свойства полимеров, а следовательно, и эксплуатационные характеристики изделий из них. [c.11]

Изложенная выше характеристика механических свойств кристаллических полимеров относится к изделиям, содержащим фибриллярные (пачечные) кристаллические образования и мелкосферолитные структуры. Увеличение размеров сферолитов или других обособленных крупных кристаллических образований резко ухудшает весь комплекс механических свойств полимера. [c.385]

В прошлом различия механических свойств полимеров рассматривались в рамках чисто эмпирического подхода, основанного на наблюдениях за их поведением. В настоящее время много известно о конформациях полимерных молекул. Используя первичные молекулярные характеристики и основные принципы химического связывания, можно предсказывать поведение конкретных полимеров. Упругость в направлении полимерной цепи можно рассчитать, исходя из длин связей, валентных углов и колебательных упругих констант (силовых постоянных), вычисляемых из инфракрасных спектров. Достигнутые успехи нашли отражение в табл. 1П-Г-1, где сравнивается предел прочности при растяжении двух органических полимерных волокон и алюминиевого сплава, а также отпущенной [c.81]

Механические свойства полимеров резко отличаются от аналогичных свойств других твердых тел (металлов, керамики и др.)-Главное отличие заключается в отчетливом проявлении релаксационных процессов, всегда сопровождающих деформирование и разрушение полимерного тела. Полимерные тела относятся к такому классу твердых тел, у которых время релаксации (т. е. время перехода в новое равновесное состояние после вывода системы из первоначального равновесия) соизмеримо со временем наблюдения, и поэтому полимерные тела являются как бы промежуточными между классическими твердыми телами и обычными жидкостями. Можно указать на ряд общих особенностей, проявляющихся при механическом разрушении всех твердых тел. Главные из них — это термо-флуктуационный механизм разрушения и фактор времени в характеристике процесса разрушения. Поэтому основное внимание будет уделено именно этим вопросам. [c.139]

Важно отметить, что динамические характеристики механических свойств полимеров во многом подобны их диэлектрическим характеристикам (см. гл. 9). [c.234]

Среди механических свойств полимеров как конструкционных материалов важнейшей инженерной характеристикой является деформируемость. По деформируемости, или податливости, полимеров в широком интервале температур чаще всего оценивают основные технологические и экс-плуатацион1 ые свойства полимерных материалов. Величину деформируемости определяют термомеханическим методом по кривым деформация —температура, предложенным Александровым и Лазуркиным для периодических и Каргиным иСоголовой [19, с. 88] для квазистатических деформаций. В настоящее время этот метод получил широкое распространение. [c.68]

Представляло интерес рассмотреть основные факторы, действующие на изоляцию трубопроводов и создающие в ней сложное напряженное состояние с точки зрения возн-икновения в изоляции нормальных и касательных напряжений (рис. 32, 33). Для более плотного прилегания изоляции к поверхности трубопровода изоляционные ленты и обертки наносят машинами с определенным натяжением. Для лент ПИЛ и ПВХ-СЛ при температуре от 17 до 25 °С оптимальным является напряжение растяжения около 4 МПа. Вследствие явления релаксации это напряжение постепенно уменьшается. Представляло интерес оценить кинетику протекания данного процесса во времени. Временная зависимость параметров механических свойств полимера выражается широким набором ( спектром ) времен релаксации. В простейшем случае для характеристики скорости релаксационного процесса можно использовать среднее время релаксации. Этот процесс протекает при практически постоянной деформации [c.95]

Информация о ММР позволяет выяснить свойства полимеров, определяющие их пригодность для производства изделий определенного назначения. Найдены [61, 62] зависимости между молекулярной массой (ММР) и такими механическими свойствами полимеров, как соотношение напряжение - деформация (условная прочность при растяжении, относигельное удлинение, предел вынужденной эластичности, хрупкость и модули упругости), ударопрочность, растрескивание и образование микротрещин, усталостные свойства, ползучесть и релаксация напряжения и др. Установлена [63] взаимосвязь между основными характеристиками полимеров - молекулярной массой М, нолидисперсностью Д, степенью разветвленности Р - и свойствами полимеров С - условной прочностью при растяжении, вязкостью концентрированных растворов, начальной вязкостью расплава [c.113]

Взаимодействие полиблочного СПУ с растворителем определяется термодинамическими параметрами взаимодействия компонентов (блоков) как между собой, так и каждого компонента с растворителем [14, 15]. В результате количественного различия в термодинамических параметрах взаимодействия компонентов с общими растворителями образуются ассоциаты макромолекул, которые являются лабильными и их формирование связано с предисто-рией приготовления раствора. В работе [16] установлено, что при одно- и двухстадийном способах получения полиуретана отличаются как кинетические параметры, так и молекулярно-массовые характеристики результирующего продукта. В случае двухстадийного способа получения ПУ степень полимеризации существенно выше. Причина этого явления заключается в том, что присзтствие низкомолекулярных акцепторов протонов препятствует самоассоциации уретанмочевинных жестких сегментов при синтезе полимера [17]. При этом прочностные характеристики полимера могут значительно измениться по сравнению с тем же материалом, полученным без растворителя. Кроме того, использование растворителя при формировании структуры полиуретана дает возможность оказывать влияние на конформационные свойства его макромолекул. Установлено [18], что образцы сеток, полученных из раствора, имеют более простую топологию и меньше зацеплений. Различные растворители могут оказывать различное действие на конечную форму макромолекулы, в результате чего изменяются и механические свойства полимера. Использование полярных растворителей при синтезе полиуретанов, где происходит максимальное разворачивание макромолекулярного клубка, позволяет получать материалы, имеющие удлинение при разрыве более 1000% при достаточно высоких значениях разрывной прочности, достигающей 52 МПа [19, 20]. [c.227]

ММР и молекулярная масса влияют а физико-механические свойства полимеров непосредственно или косвенно, определяя кристаллическую структуру, плотность, степень ориентации. Исследования зависимостей прочности при растяжении, удлинения при разрыве, прочности при изгибе полистирола, полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и других по -меров показали, что прочность растет при увеличении Мш и Мп до некоторых критически значший, а затем сохраняется постоянной. Если значения Мш и М выше критических, то прочностные характеристики полимера не зависят от ММР. [c.144]

Изучение механических свойств полимера необходимо для определения областей его применения. С первого взгляда такие исследования кажутся сугубо прикладны1ми, однако некоторые из методов позволяют узнать не только важные в практическом отношении свойства полимера, но и дают возможность сделать выводы о его строении, структуре и агрегатном состоянии. Следовательно, механические методы исследования могут дать ценную дополнительную информацию о свойствах полимера (см. разделы 2.3.1—2.3.11). Для характеристики полимера в твердом состоянии служат следующие механические параметры прочность и способность к растяжению, упругость, хрупкость, ударная вязкость, твердость. Эти параметры обсуждаются в разделах 2.3.12.1— 2.3.12.4. [c.96]

Важнейшей характеристикой механических свойств полимеров является модуль упругости. Рассмотрим-в связи с этим зависимость модуля уцругости наполненного полимера от содержания наполнителя. Большинство работ в этом направлении посвящено наполненным эластомерам, к которым могут быть в известной мере применены гидродинамические представления, лежащие в основе выводов о зависимости модуля от содержания наполнителя. [c.159]

Предполагается, что механические свойства полимеров должны зависеть от принципиальных характеристик взаимного расположения молекул, т. е. морфологии кристаллов, и молекулярной ориентации, которые настолько тесно связаны друг с другом, что любые попытки разделить их влияние будут в той или иной степени искусственными. Так, фактором, определяющим механическую анизотропию полиэтилентерефталата, является степень молекулярной ориентации, оцениваемая, например, по двулуче-прелрмлению. В табл. 10.5 приведены результаты измерения продольного модуля и модуля при кручении для волокон полиэтилентерефталата при комнатной температуре. Можно видеть,, что влияние степени кристалличности на эти модули мало по сравнению с влиянием молекулярной ориентации. Полагают поэтому, что в первом приближении неориентированные полимеры можн рассматривать как систему анизотропных упругих элементов с такими же упругими свойствами, как и у высокоориентированных полимеров [34, 351. [c.232]

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]

Существующая же справочная литература касается в основном физико-механических свойств полимеров и полимерных материалов и некоторых характеристик, необходимых для практического применения полимеров (например, Б. А. Архангельский, Пластические массы. Судпромгиз. Л., 1962, Справочник по пластическим массам под ред. М. И. Гарбара, Химия , М., 1967, Зарубежные промышленные полимерные материалы и их компоненты. Изд-во АН СССР, М., 1963 и др.). [c.3]

Еще более важным оказывается динамическое механическое поведение полимерных материалов в условиях изменяющихся по гармоническо]му закону напряжений и деформаций, между которыми возникает разность фаз. Динамические механические испытания позволяют рассчитать модуль упругости и величину, ответственную-за диссипацию энергии в виде тепла. Формально для описания диссипативных характеристик механических свойств полимеров можно ввести вязкость т . [c.161]

Молекулярный вес имеет первостененное значение при синтезе и применении полимера. Именно высоким молекулярным весом обусловлены многие интересные и часто уникальные свойства полимеров. Наиболее важные механические свойства полимеров сильно зависят от их молекулярного веса. Так, например, механическая прочность начинает проявляться только при молекулярном весе соединения выше 5000—10 ООО. Выше этой минимальной величины механические характеристики нолилюра резко улучшаются нри увеличении молекулярного веса и перестают зависеть от него только прн весьма больших значениях. Во многих случаях существует некоторый интервал молекулярных весов полимера, соответствующий его оптимальным свойствам. Это нужно все время иметь в виду при ознакомлении с реакциями образования полимеров, которые рассматриваются в этой книге. Ценность той или иной реакции, того или иного метода во многом зависит от того, приводят ли они к образованию высокомолекулярного полимера или нет. Возможность регулирования молекулярного веса имеет большое значение и при практическом использовании различных методов синтеза полимеров. [c.27]

Ряд свойств полимеров, например газопроницаемость, устойчивость к действию растворителей и химических реагентов, электрическое сопротивление, имеют большое значение при определении возможности пспользования данного полимера в тех или иных областях. Однако основным свойством, определяющим ценность полимера, является его механическое поведение, а именно деформация и текучесть под нагрузкой. Механические свойства полимера можно характеризоБать его деформ ац и о н но-прочност-яой характеристикой [13]. [c.39]

Молекулярная структура полиамидов и полиуретанов определяет их свойства, которые могут быть улучшены даже при обыкновенной температуре путем воздействия внешней силы—растяжения или сжатия. Эти процессы так называемой холодной вытяжки, или последующей ориентации, особенно подробно изучались на нитеобразующих полиамидах и полиуретанах и использовались в первых патентах Карозерса в качестве характеристики полиамидов. Процесс последующей ориентации приводит к значительному улучшению механических свойств полимера. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология