Упругость высокоэластичных полимеров

Следует еще раз подчеркнуть, что причиной упругости высокоэластичного полимера (как и газа) является тепловое движение молекул, а не изменение энергии их взаимодействия, как в случае упругости кристалла. [c.253]

Большинство аморфных полимеров может находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. На этой основе полимерные материалы можно разделить на три группы. В первую группу включаются все жесткие полимеры, неспособные к растяжению и большим упругим деформациям, например полистирол. Ко второй группе относятся высокоэластичные полимеры, способные обратимо деформироваться на многие сотни процентов например, натуральные и синтетические каучуки, различные типы резин. К третьей группе относятся пластичные полимеры, обнаруживающие текучесть при воздействии внешних сил, например низкомолекулярные полиизобутилены. [c.486]

Ниже сопоставлены значения модулей упругости твердых тел с модулями высокоэластичных полимеров [c.309]

Аналогичны и тепловые эффекты при деформации при одноосном растяжении высокоэластичный полимер нагревается, а ири восстановлении первоначальных размеров после снятия нагрузки — охлаждается (как известно, газы при деформации (сжатии) нагреваются, а ири расширении—охлаждаются). Обратная картина наблюдается при упругой деформации кристаллических твердых тел они охлаждаются при деформировании и нагреваются при исчезновении деформации. Объясняется такое различие в поведении высокоэластических и кристаллических тел разницей в физической сущности происходящих в них процессов. [c.255]

В этом и состоит принципиальное отличие высокоэластичности полимера от упругости твердого тела (скажем, стальной пружины), определяемой изменением внутренней энергии. [c.121]

Таким образом, упругая сила полимерной цепи оказывается прямо пропорциональной расстоянию к между концами цепей. При растяжении такой цепи ее упругость возрастает, в нерастянутом состоянии цепь сворачивается в клубок. Другим важным свойством полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии, является то, что его упругая сила прямо пропорциональна температуре. Таким образом, ясно, что высокоэластичность полимеров обусловлена тепловым движением звеньев, происходящим в результате внутреннего вращения. [c.26]

Таким образом, в отличие от кристаллических веществ, у которых способность возвращаться в исходное состояние после прекращения действия внешней силы обусловливается взаимным притяжением частиц, высокоэластические свойства обусловлены тепловым движением звеньев цепей, действующим в направлении увеличения числа различных конформаций макромолекулы ( 22), что сопровождается возрастанием термодинамической вероятности и, следовательно, возрастанием энтропии ( 81). В этом отношении упругие свойства высокоэластичных полимеров ближе к упругим свойствам газов, так как в газах упругость тоже определяется не взаимным притяжением частиц, как в кристаллах, а тепловым движением молекул, и расширение газа так же сопровождается возрастанием его энтропии, как и возвращение полимера в первоначальное состояние. [c.567]

В общем же деформируемость полимеров в стеклообразном состоянии, естественно, много меньше, чем в высокоэластичном. Модуль упругости линейных полимеров в стеклообразном состоянии обычно не превышает модуля упругости дерева (ели). При [c.578]

Переход от упругости газового типа к упругости кристаллического типа должен происходить также при охлаждении высокоэластичного полимера (при его переходе в стеклообразное состояние) [c.253]

Этот случай дает термодинамическое обоснование явлению упругости газа и высокоэластичности полимеров в температурном интервале высокоэластического состояния их. Следовательно, работа внешней силы полностью превращается в теплоту, а энтропия полимера уменьшается. [c.148]

Учет реального строения макромолекулы, ее окружения и способности изменять форму под действием нагрузок позволяет создать физически обоснованную модель полимера, способную передать свойства реальных полимерных тел. Этим требованиям удовлетворяет модель Каргина—Слонимского представленная на рис. 1.39. В таком виде модели учитывается чистая упругость, высокоэластичность и вязкое течение. [c.95]

Кроме упругой деформации, полимеры способны давать большие, длительно развивающиеся обратимые деформации, характеризующиеся малым значением модуля упругости. Такие деформации называют высокоэластичными. Деформация аморфных полимеров в общем виде слагается из упругой, высокоэластичной и пластичной. Однако в зависимости от температуры материала и величины действующего напряжения, относительная величина этих составляющих изменяется. Рассмотрим эти изменения. [c.14]

Высокоэластичность полимера определяется энтропийной упругостью активной части сетки, так как конфигурация только этой части зависит от формы образна. [c.414]

Метод приведенных переменных обычно применим только к поведению веществ в переходной области между стеклообразным и высокоэластичным состояниями (хотя известны применения этого метода к описанию релаксации напряжения нескольких высококристаллических полимеров намного ниже точки плавления). Полагается, что в переходной области упругость аморфных полимеров подчиняется законам высокоэластичности резин, [c.337]

В характере деформации упругих твердых тел и высокоэластичных полимеров имеются существенные различия. При растяжении первых соблюдается пропорциональность деформации и напряжения в образце, и небольшие упругие деформации развиваются только при высоких напряжениях, т. е. модуль упругости твердых тел весьма велик (например, для металлов Е = 10 000—20000 кгс/мм ). Высокоэластичные полимеры, наоборот, характеризуются высокими значениями деформаций при сравнительно низких напряжениях, модуль упругости для них мал (например, для каучуков и мягких резин = 0,02—0,80 . [c.66]

Наличие в составе макромолекул полярных групп, усиливающих межмолекулярное взаимодействие, повышает модуль упругости полимера, но снижает его эластичность. Поэтому неполярные полимеры имеют обычно высокую эластичность, если в них отсутствует кристаллическая фаза. Такие полимеры, как полибутадиен, полиизопрен, полиизобутилен, сополимеры бутадиена со стиролом, являются высокоэластичными. Полимеры, склонные к кристаллизации, например полиэтилен, полипропилен, при обычной температуре мало эластичны. Введение в состав макромолекул небольших количеств полярных звеньев не снижает эластичности, так как некоторое увеличение межмолекулярного взаимодействия компенсируется нарушением регулярности строения полимерной цепи. С увеличением количества фрагментов полярной структуры сверх определенного предела эластичность полимеров понижается. Аналогично изменяется эластичность полимеров при введении в состав макромолекул больших по размерам заместителей, например фенильных групп в бутадиен-стирольных сополимерах. [c.69]

Эта величина для высокоэластичного состояния полимера обозначается чаще всего (вместо термина модуль упругости) специальным термином — модуль высокоэластичности, так как он на несколько порядков отличается от модуля упругости обычных материалов. [c.574]

По величине модуля упругости высокоэластичные полимеры наиболее близки к газам, которые тоже проявляют упругие свойства, например, при сжатии в замкнутом объеме. Для газов модуль упругости при нормальных условиях составляет 0,01 кгс1мм . Наличие двух типов упругих тел, обладающих высоким и низким модулями упругости, становится легко объяснимым при термодинамическом рассмотрении процесса упругой деформации. [c.66]

Сера является наиболее распространенным вулканизирующим веществом для многих каучуков. Степень чистоты применяемой серы должна быть не менее 99,5 %. Равномерное распределение серы в смеси — необходимое условие для достижения оптимальных физико-механических показателей вулканизатов. Наличие в резинах свободной серы указывает на неправильную рецептуру смеси или на недовулканизацию. Суть процесса вулканизации заключается в образовании трехмерной сетчатой структуры из линейных макромолекул каучука при нагревании его, например, с серой. Атомы серы присоединяются по двойным связям макромолекул и образузот между ними сшивающие дисульфидные мостики, как показано на рис. 3.1. Се тчатый полимер прочнее и проявляет повышенную упругость — высокоэластичность. В зависимости от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки. Предельно сшитый каучук — эбонит — не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал. Температура вулканизации должна быть выше температуры плавления серы (120 °С), но ниже температуры плавления каучука (180-200 °С). [c.24]

Исходя нз теории упругости полимеров, В. А. Каргиным и Г. Л. Слонимским [191] разработана теория трех деформационных состояний стеклообразного, высокоэластичного и вязкотекучего. Температурные интервалы этих состояний зависят от размеров ССЕ, интенсивности внешнего воздействия (скорости нагрева) и других факторов. С целью удобства сопоставлении механической прочности различных НДС, находящихся ниже температуры текучести, предложены стандартные методы, с помощью которых определяют интервал хрупкости, дуктильности и пенетрацию. Поверхностное натяжение является одной из определяющих характеристик для форлМЫ ССЕ тех НДС, в которых обе фазы представляют собой жидкости или жидкость и газ. Поверхностное натяжение веществ находится в зависимости от сил ММВ в них. Поверхностное натяжение жидких тел 1а границе с воздухом сопоставимо с силами ММВ в объеме. Поэтому жидкость под влиянием поверхностного натяжения стремится принять такую форму, при которой ее поверхность при данном объеме будет наименьшей, т. е. сферической. Несмотря на более [c.146]

Известно, что высокоэластичность полимеров связана с изменением конфигурационной энтропии полимерных цепей при деформации, тогда как упругость обычно твердых тел связана с изменением внутренней энергия. Термодинамический подход к анализу равновесной деформации позволяет сделать некоторые заклюмепня [c.65]

Допуская далее, что внутренняя энергия сетки не изменяется при изотермической деформации, т. е. что вся работа внещних деформирующих сил превращается в теплоту, отдаваемую телом холодильнику, кинетическая теория высокоэла-стичности приходит к выводу, что высокоэластичность полимеров близка по своей природе к упругости идеального газа. [c.56]

Поэтому при кристаллизации мягкого высокоэластичного полимера всегда происходит ожестчение, т. е. возрастание модуля упругости, и уменьщение способности к деформации. [c.96]

Закристаллизованный полимер может быть расплавл н путем нагрева. При этом, естественно, материал размягчается и вновь становится высокоэластичным. Весьма интересно изменение модуля упругости кристаллизующегося полимера с течением времени при последовательных охлаждениях и [c.96]

Три физических состояния линейных полимеров. Линейные полимеры в зависимости от температуры могут находиться в трех состояниях. При относительно низких температурах они находятся в упруго-твердом (стеклообразном) состоянии при повышении температуры они переходят в высокоэластичное (каучукоподобное) состояние и при дальнейшем нагревании приобретают текучесть, переходя в пластичное (вязко-текучее) состояние. Температуры переходов из упруго-твердого в высокоэластичное состояние и из высокоэластичного в пластичное называются соот-иетственно температурой стеклования Тст и температурой текучести Т хек (рис. 198). Температуру стеклования иногда называют также температурой размягчения, характеризуя этим изменение свойств, происходящее не при понижении, а при повышении температуры. [c.569]

В характере деформации упругих твердых тел и высокоэластичных полимеров имеются существенные различия. При растяжении первых соблюдается пропорциональность деформации и напряжения в образце (подчинение закону Гука), и небольшие упругие деформации развиваются только при высоких напряжениях (напри- [c.238]

Полимеры перерабатывают при воздействии тепла и усилий. В результате их действия полимер подвергается упругим, высокоэластичным и пластичным деформациям. Законы деформаций и течения высокополпмеров изучает наука, называемая реологией. [c.17]

Экспериментально нами [7] было установлено, что для обеспечения совместной работы волокон и полимерных пленок при нагружении стеклопластика наиболее выгодным для получения материалов с высокими механическими характеристиками является соотношение модуля упругости стекловолокна и полимера, равное примерно 10 1—12 1. Эти экспериментальные данные получили теоретическое подтверждение в работе А. Л. Рабиновича [72]. Им же было получено уравнение, описывающее соотношение величин модулей упругости и высокоэластичности полимера, которое обусловливает получение наиболее монолитной армированной системы [c.346]

Физика высокомолекулярных сое/(инений, или полимеров, — новая, быстро развивающаяся область знания. В отличие от ряда других областей современной физики физика полимеров возникла под непосредственным влиянием техники, широко применяющей полимерные материалы. Полимерами являются каучук, пластмассы, волокнистые вещества — целлюлоза, шерсть, шелк. Само техническое примеяеш е полимеров основывается гла] ным образом на их специфических физических свойствах. Так, техническая ценность каучукоподобпых веществ определяется их способностью к большим обратимым деформациям при малом модуле упругости—высокоэластичностью. В современной электротехнике и радиотехнике играют существенную роль диэлектрические свойства ряда полимеров. Применение и поиски новых волокнистых материалов связаны с их высокой механической прочностью и эластичностью. В этом смысле синтетические и природные полимерные вещества отличаются от большинства практически ценных химических соединений, применение которых основывается именно на их химических с1юйствах. [c.5]

В общем же деформируемость полимеров в стеклообразном состоянии, естественно, много меньше, чем в высокоэластичном. Модуль упругости линейных полимеров в стеклообразном состоянии обычно не превышает модуля упругости дерева (ели). При длительных статических нагрузках у полимеров (даже при температурах ниже температуры стеклования) наблюдается ползучесть, тоже связанная с релаксационным характером деформаций. Это необходимо всегда иметь в виду, так как у стали и большинства других металлов ползучесть становится заметной только при высоких температурах, а у полимеров она, во многих случаях обнаруживается даже при ибычных или умеренно повышенных температурах. Это объясняется недостаточно прочной связью между цепями и способностью их распрямляться под действием внешних сил. [c.586]

В. А. Каргина и Г. Л. Слонимского 48—50], которые в 1948 г. предложили модель полимера, описывающую три упомянутые физические состояния полимеров, а также основной комплекс механических релаксационных явлений в полимерах. В этой модели учтены константа упругости, обусловленная деформацией валентных углов и связей в цепных молекулах константа упругости (высокоэластичности), обусловленной изменением числа конформаций цепных молекул при их деформации вследствие наличия внутреннего вращения константа, характеризующая внутреннюю подвижность молекул, т. е. кинетику переходов от одной конформации к другой константа, характеризующая внехпнюю подвижность цепных молекул и связанная с вязкостью полимера. [c.323]

Одновременно большое количество работ по исследованию механических свойств резин было проведено М. М. Резниковским, Б. А. Догадкиным и Г. М. Бартеневым. Так, Б. А. Догадкиным и М. М. Рез-никовским [121] была изучена связь между релаксационными свойствами и интенсивностью межмолекулярного взаимодействия в высокоэластичных полимерах. Создание ряда оригинальных приборов и методов для исследования упруго-гистерезисных свойств резины [122, [c.331]

Иначе ведут себя при нагревании полимеры. При низких температурах они тверды, упруги— находятся в стеклообразном состоянии. Если их нагревать, то происходит переход из стеклообразного состояния в высокоэластичное — полимеры размягчаются, но не плавятся. Иере-ход из высокоэластичного состояния в текучее (большей частью, вязкотекучее) они претерпевают много позднее — нри более высокой температуре. Газообразное состояние у полимеров полностью отсутствует потому, что межмолекулярные силы и в расплаве еще очень велики и макромолекулы разлагаются еще до перехода в газовую фазу. Тот, кто попытается перегнать полимер, уподобится изобретателю вечного двигателя [c.128]

Полимер обладает упругостью и достаточной твердостью. Если провести совместную полимеризацию трналкилоловомет-акрилата (135 вес. ч.) с диалкилоловодиметакрилатом (32 вес. ч.), то получается высокоэластиЧный полимер с пределом прочности при растяжении 8,75 кгс/см , относительным удлинением при разрыве 400% и температурой хрупкости—65 С. [c.562]

Температуры структурного стеклования Тс и механического стеклования Тм. с независимы между собой, так как первая определяется скоростью охлаждения, а вторая — временным режимом механического воздействия (периода действия силы 0, частоты упругих колебаний v). Различие между Тс и Гм.с четко наблюдалось, например, при изучении температурной зависимости динамического модуля сдвига G или модуля одноосного сжатия Е. Характерная зависимость lg от температуры для полимера 11риведена на рис. П. 11. Ниже Гс полимер находится в стеклообразном состоянии и температурная зависимость Igf слабо выражена, как и у любого твердого тела вообще. Выше Гс логарифм модуля упругости изменяется с температурой несколько сильнее в связи С тем, что в структурно-жидком состоянии структура полимера изменяется с изменением температуры. При дальнейшем увеличении температуры, когда время релаксации снижается до величин, сравнимых с периодом колебаний, начинает возникать высокоэла-бтичёская деформация. С дальнейшим увеличением температуры амплитуда деформации полимера возрастает до предельного значения, а модуль упругости падает до весьма низкого значения (модуля высокоэластичности). Для полимеров модуль одноосного (жатия в стеклообразном состоянии Ео примерно в 10 —10 раз больше, чем соответствующий модуль Еж в высокоэластическом состоянии. [c.96]

Переход от упругой деформации к высокоэластической у полимеров сопровождается возрастанием механических потерь и прохождением их через максимум (рис. II. 12). В соответствии с этим температура механического стеклования Ти. с определяется как температура, которой соответствует максимум механических потерь. Ее следует рассматривать как температуру, при которой практически перестает проявляться высокоэластичность.. Амплитуда деформации не влияет На Гм. с, так как по условию деформация достаточно мала. При больших напряжениях и деформациях у полимеров возникакзт качественно новые явления (вынужденноэластические деформации и разрушение). Закономерности, аналогичные представленным на рис. II. 11 и II. 12, наблюдаются, как было отмечено выше, при действии на полимеры переменных электрических полей. В этом случае роль модуля упругости играет диэлектрическая проницаемость, а механических потерь — диэлектрические потери. Электрические, поля действуют на те структурные [c.97]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология