Полистирол вынужденная эластичность

Механическая прочность фибрилл в направлении приложенного напряжения была определена для поликарбоната [83] и полистирола [120]. На рис. 9.12 представлен график зависимости напряжения от деформации для ПК, содержащего трещину серебра [83]. Следует отметить, что материал с трещиной серебра может выдержать напряжения растяжения, лишь немного меньшие предела вынужденной эластичности ор сплошного материала. Однако в случае образцов, содержащих трещину серебра, деформации намного больше (40—140 %) по сравнению с деформацией вынужденной эластичности сплош- [c.366]

Явление вынужденно-эластической деформации полимеров было подробно изучено Лазуркиным С понижением температуры механическое напряжение, необходимое для перестройки молекул (предел вынужденной эластичности), повышается. Температура, при которой полимер начинает разрушаться при малых деформациях, а вынужденно-эластической деформации не наблюдается, представляет собой температуру хрупкости полимера. Таким образом, в стеклообразном состоянии для полимеров следует различать зону вынужденно-эластических деформаций и зону хрупкости. Температура хрупкости зависит от ме> молекулярного взаимодействия, плотности упаковки молекул, а также от молекулярного веса полимера Температуры стеклования и хрупкости высокомолекулярных стекол, определенные при одинаковых скоростях деформации, иногда образуют интервал в несколько десятков градусов. Так, если для полистирола интервал Тс—Гхр составляет около 10 °С, то для полиметилметакрилата он равен 100 °С, а для поливинилхлорида достигает даже 170 С Ч [c.124]

Критерий минимальной межфазной поверхностной энергии был применен в работе [80] для объяснения снижения сопротивления деформированию полистирольной пленки в водных растворах низших представителей гомологического ряда предельных спиртов. Было обнаружено, что изменение предела вынужденной эластичности полистирола при переходе от раствора одного гомолога к раствору другого происходит в соответствии с адсорбционным правилом Дюкло—Траубе. [c.165]

Согласно этому правилу [81] поверхностная активность водных растворов органических веществ тем выше, чем длиннее углеводородный радикал. При увеличении радикала на одну группу —СНа— поверхностная активность вещества в растворе возрастает в 3—3,5 раза. Аналогичным образом изменяется и предел вынужденной эластичности полистирола в водных растворах спиртов малых концентраций. Предел вынужденной эластичности полистирола одинаков в растворах различных спиртов, если концентрация каждого последующего гомолога в растворе в 3 раза меньше, чем предыдущего, от факт был воспринят как решающее доказательство адсорбционной природы эффекта облегчения деформации и справедливости использования межфазной поверхностной энергии в качестве критерия активности жидкой среды. Однако экспериментальное доказательство этому было получено лишь для жидкостей, не растекающихся по поверхности образца. Для жидких сред, растекающихся по поверхности образца, как будет показано ниже, уменьшение межфазной поверхностной энергии приводит к увеличению сопротивления деформации. [c.165]

Из табл. 10 видно, что интервал вынужденной эластичности для разных полимеров колеблется в широких пределах. Так, полиметилметакрилат имеет значительно больший интервал вы-нул<денной эластичности, чем полистирол, что предопределяет его эксплуатационное применение. Очень большая разность между Гс и наблюдается у поливинилхлорида. Резины теряют свое основное эксплуатационное качество — высокую эластичность— при температурах, лежащих в области от —20 до [c.232]

Из таблицы видно, что интервал вынужденной эластичности для разных полимеров колеблется в широких пределах. Так, полиметилметакрилат имеет значительно больший интервал вынужденной эластичности, чем полистирол, что определяет области его применения. Очень большая разность между Тс и Гхр наблюдается у поливинилхлорида. Каучуки теряют свое основное свойство — высокую эластичность — при температурах от —20 до —70 °С. Однако некоторые каучуки (СКН-40, СКС-30) сохраняют известную гибкость и способность к большим деформациям до очень низких температур. В то же время такой морозостойкий каучук, как натуральный, имеет очень небольшой интервал вынужденной эластичности. Следовательно, изделия, эксплуатирующиеся при очень низких температурах, лучше изготовлять из каучука СКН-40, а не из натурального. [c.187]

Рис. 5.7. Зависимость относительного снижения предела вынужденной эластичности полистирола при его растяжении в водных растворах алифатических спиртов от их концентрации.

Этот прием был использован в работе [201], в которой изучали влияние водных растворов нормальных алифатических спиртов на предел вынужденной эластичности полистирола. Было установлено, что относительное снижение предела вынужденной эластичности в растворах спиртов по сравнению с его значением на воздухе в зависимости от концентрации спирта подчиняется известному адсорбционному правилу Дюкло — Траубе, т. е. предел вынужденной эластичности снижается одинаково, если концентрация каждого последующего гомолога примерно в 3 раза меньше, чем предыдущего (рис. 5.7). Аналогично изменяется и поверхностная энергия на границе полимер-среда, оцениваемая по результатам измерений углов смачивания. Поэтому экспериментальные данные можно обработать с помощью уравнений Гриффита, связывающего поверхностную энергию твердого тела с его прочностью, и получить удовлетворительное соответствие теории и эксперимента. [c.114]

Вообще правило Дюкло — Траубе выполняется при понижении поверхностного натяжения растворов гомологических рядов органических соединений на поверхности раствор — воздух или при адсорбции этих же веществ из их растворов твердыми адсорбентами. Поэтому выполнение правила Дюкло — Траубе свидетельствует о том, что в основе понижения предела вынужденной эластичности полистирола растворами алифатических спиртов лежат поверхностные явления, а действие таких жидкостей на напряженный полимер можно с полным основанием назвать поверхностно-активным. Следовательно, использование разбавленных водных растворов алифатических спиртов позволяет в существенной степени подавить пластифицирующее дей- [c.114]

При низких температурах предел вынужденной эластичности не достигается, так как полимер хрупко разрушается при е < е. Переход от одного вида поведения к другому устанавливается из совместного рассмотрения температурных зависимостей а и предела хрупкого разрушения Ох- Соответствующие данные для полистирола представлены на рис. VI.5 (по [2]). Из них видно, что существует температура, называемая температурой хрупкости Т , в которой [c.225]

Зависимость относительного удлинения от напряжения полимера, образующего шейку при растяжении (полистирол, полиметилметакрилат и др.), представлен на рис. 19. На участке О—а образец деформируется упруго. В точке Ъ напряжение достигает предела вынужденной эластичности (а ), образуется шейка , в которую переходит весь образец. Этот процесс происходит на участке Ь—с. Область с—й соответствует удлинению шейки за счет соседних, мало деформированных частей образца. В точке й толщина всего образца становится равной толщине шейки. Тонкий образец растягивается на участке d—е до разрыва. [c.62]

Влияние толщин образцов полистирола на относительную величину предела вынужденной эластичности в водных растворах пропилового (а) и амилового (б) спиртов [ 17] [c.233]

Как видно из рисунка, при понижении температуры наблюдается постепенное возрастание напряжения, связанное с переориентацией структуры. При повышении температуры напряжение вытягивания уменьшается и нри температурах, близких к температуре плавления кристаллитов полимера, наблюдается зависимость напряжения от деформации, характерная для аморфных полимеров. Аналогичные зависимости получаются и для волокна из полиэтилена высокой плотности, но эта зависимость отличается для волокна из полиэтилена низкой плотности [2, 3]. Например, величина предельного напряжения при комнатной температуре для полиэтилена высокой плотности и изотактического полипропилена обычно в 2—3 раза больше, чем для полиэтилена низкой плотности. При вытягивании волокон из кристаллического и аморфного полистирола при комнатной температуре происходит хрупкое разрушение волокон, так как полистирол имеет высокую температуру стеклования и очень небольшой интервал предела вынужденной эластичности, который составляет не более 10—15 °С. Высокие напряжения, возникающие в полимере в процессе деформации при низкой температуре, приводят к появлению дефектов в кристаллической структуре. Так, если подвергать вытягиванию полиэтилен высокой плотности при комнатной температуре и скорости 0,5 м/мин, получ ается непрозрачное волокно белого цвета из полиэтилена низкой плотности получается прозрачное волокно. Однако если волокно из полиэтилена высокой плотности вытягивать при [c.545]

Интервал температур —Г(,, называемый иногда температурным интервалом вынужденной эластичности, резко различается по величине для разных полимеров. Так, для полистирола этот интервал составляет всего 10° (Т =100 С, Г =90° С), поэтому полистирол как конструкционный материал применяют лишь в смеси с каучуками (ударопрочный полистирол). В то же время полиметилметакрилат (оргстекло) имеет интервал вынужденной эластичности 90° (7 = 100° С, 7 =10° С) и находит широкое применение при обычных температурах без всяких модифицирующих добавок. [c.142]

На проявление хрупкости большое влияние оказывает и вид деформации. Материалы при сжатии оказываются гораздо менее хрупкими, чем при растяжении. Так, полистирол, который в случае растяжения при комнатной температуре ведет себя как типичный хрупкий материал, при сжатии проявляет вынужденную эластичность, что эквивалентно снижению температуры хрупкости. Этот эффект обусловлен повышением разрушающего напряжения (прочности) при сжатии по сравнению с растяжением. Обычно прочность полимерных стекол при сжатии в два раза выше, чем прочность при растяжении. [c.144]

Рассмотрим поведение типичных хрупких при комнатной температуре полимеров, представителем которых является полистирол. Разрывное удлинение неориентированного полистирола составляет около 2% (см. табл. 9). Малая величина удлинения обусловлена тем, что предел вынужденной эластичности у этого полимера при комнатной температуре выше, чем его прочность (см. гл. IV). Предварительная ориентация полистирола путем вытяжки (при температуре выше температуры хрупкости) увеличивает прочность в направлении ориентации. Чем больше прочность, тем дольше не разрушается полимер, тем больше величина деформации. В табл. 9 приводятся данные, показывающие, что в пленках предварительно ориентированного полистирола прочность и относительное удлинение в направлении ориентации тем выше, чем больше двулучепреломление, являющееся мерой степени ориентации. [c.223]

Рис. 26. Зависимость предела вынужденной эластичности полистирола от температуры н темпа деформирования

На рис. 93 и 94 приведены деформационные кривые образцов полистирола, полученные при разных температурах и разных скоростях деформации [7]. Видно, что предел вынужденной эластичности заметно меняется с изменением как температуры, так и скорости деформации. Чем больше скорость деформации, тем меньшее количество релаксационных процессов успевает совершиться за время действия силы. Можно сказать, что за короткое время действия силы осуществятся только процессы с малыми временами релаксации. Для ускорения других, более медленных, релаксационных процессов, чтобы они успели осуществиться за время действия силы, необходимо сообщить большее количество механической [c.143]

Данные, приведенные в таблице, показывают, что у такого полимера, как ориентированный полистирол, при обычных температурах (что значительно ниже его Т , равной 80° С) разрывные удлинения в направлении, перпендикулярном ориентации, значительно меньше, чем в направлении, параллельном ориентации. Это связано с тем, что при температурах значительно ниже, полимер не способен к реализации вынужденной эластичности [c.222]

При растяжении некоторых полимеров равномерно уменьшается поперечное сечение образца, и при достижении определенного напряжения начинается своеобразное течение полимера, т. е. деформация образца возрастает при постоянном напряжении (кривая /). Напряжение, при котором развивается вынужденная эластическая деформация, называют пределом вынужденной эластичности Ов. При растяжении многих полимеров (полистирол, поливинилхлорид и др.) в момент, когда достигнут предел вынужденной эластичности, происходит уменьшение поперечного сечения образца — возникает шейка. При этом (кривая 2) напряжение несколько снижается, а затем при постоянном напряжении, немного меньшем, чем Ов, происходит течение материала путем удлинения шейки за счет соседних, мало деформированных участков образца. После вытяжки полимера в первом случае (кривая /) и сокращения поперечного сечения всего образца до размеров шейки во втором случае (кривая 2) деформация меняется пропорционально напряжению до разрыва образца. Нагревание деформированных образцов после снятия нагрузки в обоих случаях приводит к восстановлению их исходных размеров. [c.63]

Зная 7 хр и Тс, можно определить интервал температур, в котором полимер ведет себя как упругий нехрупкий материал. Есла эластомеры применяют при температуре в пределах интервала вы-сокоэластичности (между температурами стеклования и текучести), то стеклообразный полимер (пластмассу) применяют в интервале вынужденной эластичности (Гс—Тхр). Полиметилметакрилат можно применять как конструкционный материал, потому что для нега Гс=110°С, а Гхр=10°С. Полистирол нельзя применять без специальной модификации его структуры, потому что для него Гс = = 100°С, а Гхр=90°С. [c.154]

Интересным методом регулирования структуры является метод введения в расплав полимера искусственных зародышей, которые становятся центрами кристаллизации. Ими могут быть разли шые органические вещества, нерастворимые в полимере, плавящиеся при более высоких температурах, чем сам полимер, и химически ие взаимодействующие с ним, например иидиго. ализарин и т. д. При Этом можно получить разнообразные надмолекулярные структуры одного и того же полимера, так как они зависят от формы введенных кристалликоп. Так, введение 1% тоикодисперсного индиго в расплав полипропилена при экструзии приводит к образованию пленок с однородной мелкосферолитной структурой. Пленки, полученные при тех же условиях в отсутствие искусственных зародышей, состоят из крупных сферолитов с четкими границами раздела. Первые обладают вынужденной эластичностью, вторые разрушаются Хрупко. Аналогичные данные получены для изотактиче-ского полистирола н гуттаперчи. [c.239]

При повышенных температурах, близких к температуре стеклования, оказывается возможным четко выявить эффект ориентации цепей в ходе вынужденно-эластического деформирования, который проявляется в образовании шейки в деформируемом образце, явно выраженном плато на диаграмме а — 8 и последующем увеличении напряжения при дальнейшем деформировании. При низких температурах этот эффект маскируется интенсивным разрушением большого количества перенапряженных цепей и как следствие преждевременным разрывом полимера, и наблюдается диаграмма типа о — е, приведенного на рис. 28. Незначительное сшивание жестких линейных полимеров, например таких, как полистирол, приводит к некоторому росту предела вынужденной эластичности, однако высокая концентрация узлов сетки вызывает сильное падение прочности при растяжении, и полимер становится очень хрупким. Так, прочность при растяжении сополимера стирола с 4% дивинилбензола повышается до 525 кгс/см по сравнению с 475 кгс1см для чистого полистирола и падает до 70 кгс/сж для сополимера стирола с 25% дивинилбензола [113]. Резкий рост прочностных свойств, равно как и статического модуля упругости и предельной деформации при разрыве, наблюдается при образовании сетчатого полимера в процессе поликонденсации после точки гелеобразования, однако еще задолго до окончания процесса (85—90%) рост этих свойств прекращается [76, 118] [c.229]

Бакеев с сотр. [17] подробно исследовали изменение предела вынужденной эластичности образцов полистирола разной толщины в водно-спиртовых растворах для гомологического ряда спиртов. Действие этих сред на предел вынужденной эластичности возрастало по мере увеличения числа метиленовых групп в молекуле спирта по правилу Дюкло —Траубе (поверхностная активность при добавлении к гомологу метиленовой группы увеличивалась в три раза). Как и следовало ожидать, имелась критическая толщина образца (около 1,9 мм), выше которой водные растворы спиртов практически не влияли на предел вынужденной эластичности (рис. VIII.4). [c.233]

При деформации изотактического и атактического полистирола [60] при температурах ниже 80 °С происходит хрупкое разрушение вследствие высокой температуры стеклования этого полимера и отсутствия области вынужденной эластичности. Молекулярный вес и молекулярно-весовое распределение оказывают влияние на механические свойства полиолефинов и полистирола. Так, механическая прочность и относительное удлинение возрастают с уменьшением отношения MJMn, удельная ударная вязкость полимеров снижается с понижением молекулярного веса и с расширением молекулярно-весового распределения. Стойкость полимеров к растрескиванию возрастает с уменьшением содержания в них низкомолекулярных фракций. [c.520]

Наблюдаемый на опыте характер влияния температуры и скорости деформации на кривые растяжения полимерных стекол, в частности на предел вынужденной эластичности приводит к выводу, что 3 уменьшается при повышении температуры и увеличивается с возрастанием скорости деформирования. Температурная зависимость предела вынужденной эластичности достаточно хорошо передается прямыми (рис. 25), пересекающими ось абсцисс й точке, ссответствующей температуре размягчения. На рис. 26 кривые температурной зависимости напряжений в расплаве полистирола пересекаются кривыми температурной зависимости предела вынужденной эластичности. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология