Скорость звука и степень кристалличности

Измерения скорости звука обычно используют для определения общей степени ориентации. Однако по акустическим данным можно определить акустический модуль упругости и с привлечением сведений по двойному лучепреломлению, степени ориентации кристаллитов и кристалличности р (по рентгенографии) разделить вклады аморфных и кристаллических областей в общую ориентацию. Взаимосвязь всех этих показателей может быть выражена рядом уравнений [96]. [c.133]

Принято считать, что с ростом степени кристалличности полимера его динамический модуль упругости и скорость распространения в нем звука возрастают [26]. Возрастание скорости звука с ростом степени кристалличности связано с увеличением межмолекулярного взаимодействия в полимере в результате повышения содержания упорядоченных кристаллических областей. Понятно, что этот эффект должен наблюдаться наиболее четко, если аморфные области полимера находятся в высокоэластическом состоянии, для которого характерно ослабление межмолекулярного взаимодействия. Поэтому акустические измерения проводят при температурах выше температуры стеклования аморфной прослойки. [c.364]

Обычно полагают, что в стеклообразном состоянии (ниже Tg аморфной прослойки) модуль упругости и скорость звука не зависят от степени кристалличности, так как плотности кристаллитов и аморфных областей ниже Tg практически пе должны отличаться. Вблизи комнатной темлературы четкая зависимость скорости звука и динамического модуля от степени кристалличности и С х) имеет место для таких полимеров, как полиэтилен [4] и политетрафторэтилен, аморфные области которых при этом находятся в высокоэластическом состоянии. [c.269]

Сопоставление выражений (7.64) — (7.68) показывает, что скорость звука в этом случае будет также возрастать с ростом степени кристалличности. Если наряду с соотношением (7.68) выполняется условие [c.271]

На основании данных, полученных при измерении скорости звука в полиэтилене высокого и низкого давлений, рассчитаны модули упругости. Найдено, что скорость звука линейно возрастает с увеличением плотности и кристалличности образца степень полимеризации на скорость звука не оказывает прямого влияния [c.275]

Как уже отмечалось выше, электрические свойства политрифторхлорэтилена зависят от степени кристалличности полимера . Для этого материала установлено существование трех типов релаксационных процессов, каждый из которых обусловлен специфическими структурными особенностями полимера. Релаксационный процесс, наблюдаемый в промежуточной области температур, связан с динамическими механическими потерями, а также с процессом стеклования аморфной фазы полимера. Был описан также низкотемпературный релаксационный процесс и указывалось на его возможную связь с данными по скорости распространения звука. Из сложной картины механической релаксации видно, в частности, что корреляцию между механической и диэлектрической релаксацией следует устанавливать осторожно. [c.149]

Влияние степени кристалличности на динамический модуль упругости и скорость звука в полимерах [c.153]

Обычно полагают - что в стеклообразном состоянии (ниже Tg аморфной прослойки) модуль упругости и скорость звука не зависят от степени кристалличности, так как плотности кристаллитов и аморфных областей ниже Tg практически не должны отличаться. Вблизи комнатной температуры четкая зависимость скорости звука и динамического модуля от степени кристалличности имеет место для таких полимеров, как полиэтилен и политетрафторэтилен. На рис. 48 приведены экспериментальные данные Ватермана , показывающие, что для самых различных типов полиэтилена вне зависимости от способов его синтеза и предыстории существует линейная зависимость скорости звука от степени кристалличности. [c.153]

Рис. 48. Связь между скоростью звука с в полиэтилене, плотностью и степенью кристалличности

Пожалуй, наиболее интересным результатом изучения акустических свойств полиэтилена в последние годы является аномальная зависимость скорости звука от степени кристалличности . Из рис. 49 и 50 видно, что низкочастотная скорость звука и динамический модуль Юнга ниже —50 °С аномально зависят от степени кристалличности, уменьшаясь при ее возрастании. Скорость звука в ПЭВД, у которого у. = 39%, превышает скорость звука в ПЭНД, который имеет более высокую степень кристалличности (ч = 62%). [c.165]

Большой интерес представляет сравнение зависимости с = / (Г) для образцов поликапроамида с различной степенью кристалличности (см. рис. 60). Оказалось, что при 7 С 32 °С скорость звука аномально зависит от степени кристалличности, уменьшаясь при возрастании х. При Т > 32 °С скорость звука зависит от степени кристалличности обычным образом, возрастая с ростом х. Такое же изменение характера зависимости от степени кристалличности имеет место и для динамического модуля упругости (рис. 61). [c.188]

Сложный характер зависимости скорости звука (динамического модуля) от степени кристалличности, проявляющийся в том, что в образцах, полученных в результате отжига при температурах до 120 °С включительно [c.195]

Таким образом, и ниже скорость звука в ориентированном полимере зависит не только от фактора ориентации а, но и от степени кристалличности х. [c.206]

Контрольные опыты не показали изменения степени кристалличности в поликарбонате после поляризации — полимер остается аморфным. При измерении релаксации механических напряжений выяснилось, что скорость релаксации существенно замедляется в электретах по сравнению с исходным образцом. Такое замедление процесса релаксации может быть обусловлено повышением межмолекулярного взаимодействия, например, вследствие упорядочения элементов структуры. Можно предположить, что в результате поляризации в пленке образуется плоскостная текстура. Однако измерения скорости звука в электретах не подтверждают этого предположения. В случае ориентации скорость звука при распространении звуковой волны в плоскости пленки должна возрастать. В эксперименте происходит обратное скорость звука уменьшается с 1530 м/с у исходной пленки до 1300 м/с у электрета. [c.212]

Большие значения акустического модуля упругости обусловлены малой продолжительностью воздействия напряжений, вследствие чего предотвращается релаксация напряжения. Скорость звука в полимере не зависит от степени кристалличности образца, если измерения производить при температурах ниже Tg. Это объясняется тем, что в стеклообразном состоянии внутри- и межмолекулярные силы, кото,рые обусловливают жесткость волокна, не различаются для кристаллических и аморфной областей. [c.239]

Таблица 8.3. Значения скорости звука с, показателя ориентации кристаллитов и степени кристалличности Хк для образцов с различной степенью вытяжки

Динамико-механические свойства и влияние на них кристалличности и поперечных связей были изу1 ены Баккареда, Бутта [527—529] и другими [530—531] на полиэтиленах различной степени кристалличности полученного по методу Циклера полиэтиленов высокого давления и трех образцов, подвергнутых облучению в атомном котле в течение различного времени, т. е. сшитых и почти полностью аморфных. Определялась скорость распространения звука в образцах, модуль Юнга и температура перехода. Наряду с температурой стеклования Tg и температурой плавления кристаллитов Т , авторы наблюдали третью точку перехода T , расположенную на несколько десятков градусов выше Tg и характерную для полимеров с поперечными связями или достаточно выраженной кристалличностью. Авторы полагают, что при T полностью развивается сегментальная подвижность цепочек, начинающая проявляться при Tg. Кристалличность и ковалентные поперечные связи смещают Tg и Tf в сторону более высоких температур и обусловливают максимум на кривых потерь однако при очень высоких степенях [c.233]

Принято считать, что с ростом степени кристалличности динамический модуль упругости и скорость звука в полимере возрастают " . Баккаредда установил, что эта зависимость проявляется наиболее четко, когда акустические измерения проводятся при Т у Tg аморфной прослойки. [c.153]

Неравенство (200) означает, что основную роль в формулах (195) и (197) теперь играет первый член правой части, и, следовательно, при повышении х будет возрастать J, а динамический модуль упругости Е будет уменьшаться. Такая аномальная зависимость Е от х, когда динамический модуль упругости и скорость звука уменьшаются при возрастании кристалличности, действительно наблюдалась - в политрифтор хлор этилене, полиэтилене, полиэтилентерефталате. В то же время во всех этих полимерах при Г > Гg аморфной гро-слойки для динамического модуля и скорости звука характерна нормальная, обычная зависимость от х, т. е. возрастание с ростом степени кристалличности. [c.158]

I Дс/АГ I уменьшается, и в полимере С (х = 61%) выше —105 °С величина Ас/А7 =6,2 м/(сек-град). Следовательно, этот температурный переход наиболее интенсивно проявляется в образце, имеющем самую низкую степень кристалличности, и характеризуется наиболее сильным изменением температурного коэффициента скорости звука и сравнительно высоким значением кажущейся энергии активации (29 кшл1моль). Все это позволяет полагать, что этот температурный переход обусловлен возникновением молекулярной подвижности микроброуновского типа, т. е. стеклованием аморфных областей ПТФЭ. Таким образом, для полимера А Tg = —110°С, а для полимеров В и С Tg равна —109 °С.и —105 °С. [c.169]

Результаты измерений , проведенных для ПТФХЭ методом вынужденных резонансных колебаний на частотах порядка 200 гц, представлены на рис. 54 и 55. Были исследованы акустические свойства трех типов ПТФХЭ закаленного (р = 2,118 г см , и = 35%), полученного в обычном режиме (р = 2,137 г см , ч. = 52%) и отожженного (р = 2,159 г1см , х = 72%). Из рис. 54 видно, что при Г < 20 °С скорость звука в закаленном образце превышает скорость звука в отожженном образце, имеющем более высокую степень кристалличности. [c.175]

Таким образом, для одних и тех же образцов ПТФХЭ ниже 20 °С скорость звука уменьшается при возрастании степени кристалличности, а при Г > 20 °С — возрастает. Причины аномального характера зависимости скорости звука от степени кристалличности были изложены в разделе 3 этой главы. Аналогичная зависимость наблюдается и для динамического модуля Юнга . [c.175]

Оказалось, что отжиг в течение 1 ч на воздухе приводит к изменению плотности, скорости звука и tgo лишь в том случае, если температура отжига превышает 160 °С. При этом с ростом температуры отжига возрастают плотность, степень кристалличности и скорость звука, измеренные при 20 °С, а tg O уменьшается. Акустические измерения проводились резонансным методом на частоте 200 гц. На температурной зависимости скорости звука в исходном неотожженном поликапроамиде наблюдаются (рис. 60) температурные переходы при —89 21 32 80 и 126 °С. [c.185]

Рис. 64. Зависимость скорости звука от температуры и степени кристалличности г. ПЭТФ степень кристалличности равна

Заметим, что при расчетах по формулам (218) и (219) (Орентг =14°, с = 3020 м сек) оказалось, что для отожженных образцов ПЭТФ Сох = 3660 м1сек при этом использовалось значение = 1460 м сек, равное скорости звука в неориентированном отожженном образце. Следует заметить, что в случае закристаллизованного ориентированного полимера oi представляет собой значение скорости звука в предельно ориентированном при данной степени кристалличности полимере. [c.210]

Из приведенных значений скорости звука в закристаллизованном, предельно ориентированном образце ПЭТФ (Со1)кр видно, что скорость звука уменьшается с уменьшением плотности аморфной прослойки (или увеличением степени кристалличности). Таким образом, (Сох)кр рам.обл. С другой стороны, видно, что скорость звука в идеально ориентированном аморфном полимере, в котором все сегменты параллельны и параллельны оси образца, будет близка к скорости звука в таком же идеальном кристал- [c.212]

Из таблицы видно, что и для капрона формула Мозли дает завышенные значения 0, в то время как результаты расчетов по формуле (218) хорошо согласуются с данными рентгеновских измерений. Это не удивительно, так как величины Сох и Со2 в этом случае мало отличаются (для неотожженной пленки типа 2 Сох == 2420 м1сек, Сда = = 1820 м сек) и соотношение с /сщ <С 1. при котором справедлива формула Мозли, не выполняется. Для неотожженной пленки типа 2, имеющей более высокую степень кристалличности, скорость звука, плотность и [c.218]

Такое странное поведение акустических и прочностных свойств капроновой пленки можно объяснить, если предположить, что для нее справедлива модель Хоземана — Бонара. В этом случае можно ожидать, что с ростом степени кристалличности при малых к общая доля повторяющихся звеньев в аморфных областях будет убывать. Это должно приводить к аномальной зависимости скорости звука и прочности от степени кристалличности (неотожженные образцы 1 и 2). В этом случае кристаллизация приводит к уменьшению плотности аморфной прослойки, и этот эффект является превалирующим. После того как в аморфной прослойке останется минимальное число проходных цепей, дальнейшая кристаллизация (если она возможна) уже не сможет вызвать уменьшения плотности аморфных областей и будет приводить лишь к уменьшению их размеров и количества. С этой точки зрения становится понятны результаты, приведенные в табл. 2. [c.219]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология