Прочность и ориентация полимеров

Очевидно, размеры отдельных кристаллитов меньше длины све ТОБОЙ волны, потому что полимер и в кристаллическом состоянии сохраняет высокую прозрачность. В результате ориентации полимера значительно повышается его прочност ,, но ухудшается прозрачность. [c.427]

Ориентация волокон в смесях при направленном механическом воздействии сопровождается обратимым (тиксотропным) и необратимым разрушением полимерной матрицы, снижающим прочность. Введение волокнистого наполнителя, с одной стороны, способствует ориентации полимера и фиксирует образующуюся ориентированную структуру, с другой — повышая вязкость и напряжение сдвига, усиливает механическую деструкцию и тиксотропное разрушение. [c.184]

В случае предельной ориентации полимера все его цепи натянуты, поэтому они одновременно и в одинаковой мере воспринимают нагрузку, и образец имеет наибольшую прочность. С уменьшением степени ориентации число предельно вытянутых молекул уменьшается и они становятся все более перегруженными по сравнению с невытянутыми. Разрыв молекул в наиболее опасном месте образца в этом случае происходит не одновременно, а поочередно, вследствие чего прочность образцов непрерывно уменьшается. Для неориентированных образцов эта очередность разрывов молекул является причиной весьма низкого значения сго. [c.196]

В стеклообразном (или кристаллическом) состоянии ориентированный полимер сохраняет молекулярную ориентацию неограниченно долго. Хрупкая прочность и предел вынужденной эластичности такого ориентированного полимера зависят от степени предварительной ориентации. Так как них<е температуры хрупкости предварительно заданная ориентация в процессе испытания полимера не меняется, то влияние степени ориентации на прочность полимера лучше всего выявляется по значению хрупкой прочности. Прочность ориентированных полимеров зависит от угла между растягивающей силой и направлением предварительной вытяжки. На- [c.326]

В производстве синтетических волокон широко пользуются ориентацией полимера в процессе его формования и вытяжки (рис. 69), кристаллизации и стеклования. Ориентируясь, макромолекулы высокополимерных веществ приобретают правильное расположе-нне, при котором они наиболее сближены друг с другом. А это значительно повыщает прочность полимеров. Кроме того, в процессе ориентации создаются оптимальные условия межмолекулярного взаимодействия полярных группировок и образования (в подходящих случаях) водородных связей. Например, группы = С = 0 и =ЫН в полиамидных смолах способствуют образованию водородных связей по схеме. приведенной на стр. 189. [c.195]

Один из методов структурного М. п.-ориентация полимеров (см. Ориентированное состояние полимеров), к-рая достигается п те.м растяжения полимерного тела. В результате ориентации аморфных полимеров возникает структурная анизотропия, к-рая на макроскопич. уровне проявляется в анизотропии физ.-мех. св-в, в частности в повышении прочности н. модуля упругости в направлении оси ориентации. [c.105]

Переработка полиамидов в изделия методами литья под давлением и экструзии приводит к некоторой ориентации макромолекул полимера. Фактически, любой процесс, включающий течение или сдвиговую деформацию, вызывает ориентацию различных структурных образований полимера, и этот эффект имеет место как в расплаве, так и в условиях пластической деформации твердого материала. Обычно ориентация полимера происходит в большинстве процессов формования изделий, но иногда необходимо увеличивать степень ориентации полимеров, используя специальные методы, с целью увеличения прочности в направлении ориентации. Таким образом регулируется прочность полиамидных пленок, получаемых экструзией. Пленки можно ориентировать в двух направлениях, перпендикулярных друг другу, что также вызывает возрастание их прочности. [c.119]

Усиливающий эффект тем больше, чем меньше прочность самого полимера. Кристаллизующиеся при деформации каучуки (например, натуральный), в которых ориентация макромолекул в зна- [c.474]

Дальнейшие уточнения и проверка флуктуационной теории прочности полимеров приводятся в гл. IV, посвященной рассмотрению влияния на прочность молекулярной массы и ориентации полимера. [c.58]

В последнее время важное значение придается влиянию надмолекулярных структур на механические свойства полимеров. Полимеры, обладающие после синтеза определенной структуро и свойствами, могут приобрести иной комплекс свойств при перестройке их надмолекулярных структур. Прочность ориентированных полимеров зависит не только от совершенства молекулярной ориентации, но и от характера надмолекулярной структуры. Большое разнообразие надмолекулярных структур позволяет получить многообразие свойств в пределах каждого физического состояния полимера кристаллического, стеклообразного и высокоэластического. [c.127]

Прочность и молекулярная ориентация полимеров [c.134]

По Кобеко, высокая прочность ориентированных полимеров обусловлена тремя причинами переходом по мере ориентации цепей от разрущения в основном межмолекулярных связей к разрушению химических связей в цепях полимера малой скоростью прорастания трещин из-за различия в значениях модулей упру- [c.139]

Влияние ориентации на прочность твердого полимера легко понять из флуктуационной теории прочности. [c.142]

Сяо > основываясь на предложенной им молекулярной модели полимера, разработал ряд вариантов статистической теории прочности ориентированных полимеров. Согласно его расчетам, максимальная прочность (при одноосной ориентации) превышает прочность неориентированного образца в 6 раз, тогда как по Алфрею прочность может увеличиваться так сильно только при ориентации и одновременной кристаллизации полимера (прочность за счет одной ориентации увеличивается только в 3—4 раза). Сяо вычислил также прочность ориентированного образца в поперечном направлении к ориентации и показал, что ее уменьшение, найденное путем расчета, находится в соответствии с экспериментальными данными. [c.146]

Прочность при растяжении двухосно ориентированного образца вдоль плоскости ориентации 2—то же перпендикулярно плоскости ориентации —прочность при растяжении одноосно ориентированного образца в направлении ориентации то же перпендикулярно направлению ориентации. Точка А соответствует прочности неориентированного полимера, принятой за единицу. [c.147]

Прочность исследованных неориентированных полимеров практически не зависела от молекулярной массы, а прочность ориентированных полимеров с увеличением молекулярной массы заметно возрастала. С. Н. Журков и С. А. Абасов [640, с. 450] исследовали временную зависимость прочности волокон капрона с различной молекулярной массой и с разной степенью ориентации. Изменение молекулярной массы достигалось фотодеструкцией. Было показано, что влияние молекулярной массы на долговечность обусловлено изменением структурно-чувствительного коэффициента у, входящего в уравнение долговечности. Энергия активации разрыва и постоянная Тц не зависели ни от ориентации, ни от молекулярной массы полимера. Полученные данные хорошо описываются следующей зависимостью [c.176]

Аналитический подход к определению зависимости механической прочности твердых полимеров от молекулярной ориентации заключается в определении поля напряжений в окрестности некоторой точки в системе из ориентированных линейных упругих элементов. Идеальной изотропной средой считают систему структурных элементов, не имеющих предпочтительной ориентации. [c.179]

Связь между ориентацией полимера в волокне и прочностью изучена еще недостаточно подробно. В работе Журкова и сотр.высказано предположение о наличии следующей количественной зависимости [c.283]

Здесь кратко отметим, что образцы одного и того же полимера с низкой и высокой молекулярными массами отличаются по структуре из-за наличия в полимере с низкой молекулярной массой молекулярных дефектов в виде концов макромолекул, низкой степени ориентации при их вытяжке и других факторов. Температура стеклования полимера с низкой молекулярной массой меньше, чем с высокой, что приводит к изменению механизма разрыва. У первого основную роль играет разрыв межмолекулярных связей, а у второго — разрыв химических связей в полимерных цепях. У полимерных стекол падение прочности с уменьшением М связано не только с увеличением роли сил межмолекулярного взаимодействия, но и с возрастанием хрупкости за счет потери гибкости короткими цепями. Аморфные полимеры с М = 10- 20 тыс. легко крошатся или дают трещины и их температура хрупкости более высока. Прочность кристаллических полимеров с теми же молекулярными массами выше, чем аморфных. [c.113]

Дополнительная ориентация высокоэластических полимеров под нагрузкой приводит к усиленному распространению опасного дефекта и рассасыванию перенапряжений в менее опасных дефектных местах. Увеличение температуры в пределах высокоэластической области сопровождается увеличением разрывного удлинения и ориентации полимера за счет ослабления межмолекулярных связей и увеличения подвижности сегментов (рис. 141). При понижении температуры удлинение и ориентация уменьшаются, а при переходе к стеклообразному состоянию ориентация проявляется только при высоких напряжениях, соответствующих вынужденной эластичности. Вместе с тем разрушающее напряжение с понижением температуры увеличивается, разрушение становится хрупким, прочность материала увеличивается, так как термофлуктуационные процессы в нагруженном полимере значительно ослабевают. [c.232]

Влияние ориентации полимеров на прочность. Ориентация полимерных материалов (волокон, пленок) осуществляется для упорядочения расположения молекул, их уплотнения и создания сплошности структуры. В результате ориентации возрастает межмолекулярное взаимодействие. Упорядоченность структуры обусловливает [c.235]

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]

Гетерополитиоэфиры, в отличие от карбополитиоэфиров, имеют более низкую степень полимеризации, но отличаются высокой кристалличностью. Поэтому они образуют прочные пленки и волокна, аналогично кислородсодержащим полиэфирам. Прочность и эластичность этих изделий возрастает с повышением степени ориентации полимеров. Гетеротиополиэфиры отличаются от кислородсодержащих аналогов полиэфиров более высокой температурой плавления и большей стойкостью к гидролитическому воздействию. [c.464]

О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы , но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс З-Ю —15 10 т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формован 1я и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. [c.197]

Насколько высоки резервы прочности ориентированных полимеров, вндно из того, что на практике наибольшая прочность, достигнутая при ориентационной вытяжке капроновых волокон, равна 1—1 ,510 МН/м , что в 20—30 раз ниже теоретической прочности. Наибольшая прочность вдоль оси ориентации 0,36-10 МН/м получена для образцов игольчатых монокристаллов полпоксиме-тилена. [c.282]

Уравнение (5.46) показывает, какое большое влияиие на прочность оказывает равномер]Юсть распределения напряжений, дефектность, наличие микротрещил Пря одинаковых значениях Up прочность тем больше, чем ниже "f, что достигается при равномерном распрслелсЕши нагрузки по всем разрываемым связям. При наличии одновременно напряженных и ненапряженных связей коэффициент -у возрастает и тело легко разрушается при небольших значениях о. Для идеальных твердых тел коэффициент -у должен быть одинаковым независимо от материала тела и равен объему атома (silO си ). Реальное значение у для полимерных материалов значительно выше Ориентация полимеров вызывает заметное снижение этой вели- [c.323]

Образующиеся адсорбционные слои играют роль граничной смазки, облегчающей взаимное перемещение надмолекулярных структур в тем большей степени, чем гибче молекулы пластификатора. Увеличивающаяся подвижность структурных образований в ряде случаев способствует их взаимной ориентации, что всегда приводит к возрастанию механической прочности. Поэтому малые добавки пластификатора вызывают не понижение, а повышение прочности некоторых полимеров (см. рис. 199), Для аморфных полимеров это может иметь положительное значение. Для кристаллических полимеров увеличение подвижности структур при межструктуриой пластификации может приводить к резкому ускорению рекристаллизации и возникновению хрупкости, что очень часто наблюдается при пластификации кристаллических полимеров, [c.447]

Каргиным и Соголовой вскрыта природа и закономерности деформационных свойств кристаллических полимеров, влияние на 1гх прочность ориентации, структуры и релаксационных свойств полимерных молекул. Каргиным и Козловым с сотр. широко изучено струк-турообразование в полимерных системах, в частности показано, что в кристаллических полимерах наблюдается полиморфизм, существенно влияющий на механические и другие свойства полимеров. [c.66]

Методы расчета прочности ориентированных твердых полимеров были предложены и другими исследователями . В этих работах вводится параметр, численно характеризующий степень ориентации полимера. Ориентация может быть оценена, например, с помощью телесного угла й полупространства, в пределах которого ориентировано 50% всех сегментов. Если образец полностью неупорядочен, то 9 = , при полной одноосной ориентации [c.145]

Влияние молекулярной массы на поведение ориентированных полимеров (см. рис. 89) рассматривается ниже, исходя пз данных Журкова и Абасо-ва . Этими авторами приводятся данные по временной зависимости прочности неориентированных и ориентированных волокон капрона (поликапроамида) с различной молекулярной массой. Изменение молекулярной массы достигалось фотодеструкцией исходных образцов, при которой степень ориентации полимера сохранялась неизменной. [c.149]

Весьма важным является также влияние степени поперечного сшивания полимера на прочность. Для полимеров с хорошо ориентированной структурой или состоящих из жестких макромолекул увеличение степени поперечного сшивания сопровождается увеличением прочности. Если же в полимере в процессе нагружения увеличивается степень ориентации, то при малых степенях сшивания увеличение степени сшивания также сопровождается возрастанием прочности, при достижении же больших степеней поперечного сшивания затрудняется ориентация звеньев цепных молекул в процессе разрыва, поэтому дальнейшее увели-чение степени поперечного пттмпянип гопрпппжппгтся у мни ыпни нем прочности. На прочность существенное влияние оказывает также характер распределения поперечных связей (например, равномерность или положение относительно концов макромолекул). [c.221]

Зависимость прочности волокон капрона от М при температуре жидкого азота (хрупкрш разрыв) подтверждает эту формулу, причем постоянные Ор и Ся увеличиваются при возрастании ориентации полимера. Влияние М на прочность ПММА подробно носледовали также Долль i[4.33], Лайус и Кувшин-ский [5.10] и др. [c.114]