Молекулярная ориентация удлинение при растяжении

Кратковременная прочность при растяжении высокоэластич. материала Одл зависит от темп-ры (см. рис. 2). В низкотемпературной области высокоэластич. состояния с понижением темп-ры Оэл резко возрастает, достигая максимума вблизи Т - Примерно этой же темп-ре соответствует максимальное значение степени молекулярной ориентации. С дальнейшим понижением темп-ры Оэл понижается и при хр достигает значения Охр. Такой характер зависимости Т) объясняется тем, что при растяжении одновременно развиваются два процесса молекулярная ориентация и образование и рост микротрещин и надрывов. Понижение темп-ры уменьшает скорость роста трещин, разрушение замедляется это приводит к возрастанию разрывного удлинения бр, т. е. к увеличению молекулярной ориентации, что, в свою очередь, упрочняет материал и еще более [c.116]

Степень вытяжки не определяет однозначно значение прочности и разрывного удлинения полимера. Одной и той же степени вытяжки могут соответствовать различные значения прочности, и, наоборот, одна и та же прочность может быть получена при различных степенях вытяжки. Средняя степень ориентации, определяемая двойным лучепреломлением, является более точной характеристикой ориентированного полимера. С другой стороны, прочность и разрывное удлинение не определяются одним двулучепреломлением. Образцы с одинаковым двулучепреломлением, ориентированные в различных условиях, могут разорваться на разных стадиях растяжения, хотя до момента ра рыва одного из образцов диаграммы растяжения их полностью совпадают. Таким образом, по степени ориентации невозможно однозначно определить прочностные характеристики ориентированных полимеров. Однозначную связь прочности и разрывных удлинений со строением ориентированного полимера удается установить лишь в том случае, если можно учесть два параметра — среднюю степень ориентации звеньев макромолекул и число цепей молекулярной сетки в единичном объеме, так как [c.327]

Прочность является одним из наиболее важных механических свойств волокна. Она зависит как от длины молекулярных цепей и степени ориентации, так и от энергии связей между молекулами. Сильные первичные валентные связи и отсутствие слабых вторичных связей обусловливают прочность и хрупкость стеклянных и асбестовых волокон. При больших нагрузках стеклянные волокна обладают незначительным удлинением. Сопротивления вытяжке стеклянного и стального волокна, учитывая плотность, примерно одинаковы и в шесть раз превышают соответствуюш,ее значение для хлопка. Лен и фортизан обладают примерно одинаковым сопротивлением при растяжении, которое в три раза превышает соответствующее значение для хлопка или обычного вискозного шелка, в то время как шелк обладает высоким начальным сопротивлением растяжению. Для льна и фортизана характерны высокая степень ориентации макромолекул и высокая прочность. Тенаско и [c.107]

Растяжение рукава (заготовки) проходит, когда материал находится в высокоэластическом состоянии, влияет на его механические свойства и вызывает некоторую ориентацию молекулярных цепей полимера с соответствующим увеличением прочности в направлении вытяжки и уменьшением при этом относительного удлинения Эта стадия определяет образование структуры материала в изделии, механизм ориентации рукавных и плоских пленок различен. Для ориентации пленок из ПС обязательна вытяжка в двух направлениях, иначе они получаются жесткими и хрупкими [c.196]

Ориентация полимера. Значительного улучшения физико-механи-, ческих характеристик можно достигнуть путем вытяжки экструдата в продольном и поперечном направлениях. В процессе вытяжки молекулярные цепи ориентируются в направлении действия силы, происходит их сближение, усиливаются межмолекулярные связи, что приводит к повышению эффективной жесткости, увеличению разрушающего напряжения при растяжении и удлинения при разрыве в направлении ориентации макромолекул. [c.15]

Как степень раздува, так и степень продольной вытяжки рукава значительно влияют на механические свойства пленок. Растяжение материала, находящегося в высокоэластическом состоянии, неизбежно вызывает некоторую ориентацию его молекулярных цепей с соответствующим увеличением прочности в направлении вытяжки и уменьшением относительного удлинения. [c.35]

От молекулярного веса зависят главным образом свойства, связанные с явлениями разрыва или деформации твердого тела. Так, твердость, прочность при растяжении, относительное удлинение ориентированного волокна, гибкость при низких температурах зависят в первую очередь от среднего молекулярного веса. Такие свойства полиэтилена, как поверхностная твердость, модуль упругости, температура размягчения, предел текучести (т. е. предел растяжения, при котором образец с низким молекулярным весом разрушается, а образец с высоким молекулярным весом приобретает высокую ориентацию в процессе холодной протяжки ) и набухание в органических растворителях находятся в прямой зависимости от степени кристалличности образца. [c.232]

Поливинилацетат вследствие невысокой температуры стеклования уже при обычной температуре обладает заметной скоростью деформации при небольших нагрузках ( хладотекучесть ). Однако такая деформация является обратимой высокоэластической деформацией, быстро исчезающей при нагреве образца до 40—80 . Настоящая пластическая деформация имеет место лишь при температуре 120° и выше. Механическая прочность поливинилацетата зависит от температуры, молекулярного веса (до определенного предела) и степени ориентации. Так, поливинилацетат ( с вязкостью около 40 сн) имеет разрывное сопротивление при —10 5 G00 кг/см , при 4-10 = 400 кг/см , при +30 150—200 кг/см Вытянутые (ориентированные) пленки поливинилацетата при пяти-шестикратном растяжении имеют разрывное сопротивление 1500—2000 кг/см . Прп весьма высокой вытяжке (100 раз и больше) высокомолекулярного поливинилацетата (молекулярный вес >500 000) прочность может достигать 10 000 кг/см и выше. Исследование величины высокоэластических удлинений поли в п-нилацетата различного молекулярного веса было выполнено Баргом и др. [c.13]

Если А / = О, то упругая сила описывается только первым членом в правой части уравнения (10.22) и ее возникновение связано с уменьшением энтропии, поскольку этот член положителен по знаку при А,5 < 0. Уменьшение энтропии означает, что в процессе удлинения должна выделяться теплота. Такой тепловой эффект наблюдается в опыте на мышце при ее растяжениях, соответствующих участку А на рис. 78. Следовательно, эта деформация сопряжена с уменьшением энтропии, и ее механизм заключается в ориентации подвижных звеньев молекул белков, отвечающих за упругие свойства мышц, вдоль направления силы f. При этом происходит упорядочение молекулярной структуры мышцы, уменьшается число возможных конформаций (состояний) белков. Составляющую — ТА,5/А/ в уравнении (10.22) часто называют термокинетической упругой силой. [c.212]

Вулканизуют К. к. в основном окислами двухвалентных металлов (MgO, СаО и др.), к-рые, реагируя с карбоксильными груннами сополимеров, образуют пространственную вулканизационную сетку это дает воз.можность получать ненаполненные резины (без активных усилителей), по прочности не уступающие резинам из натурального каучука и значительно превосходящие в этом отношении вулкани.чаты из бута-диен-стирольного каучука общего назначения. Этн резины характеризуются повышенной способностью к ориентации молекулярных цепей нри растяжении эффект ориентации возрастает с повышением модуля резины (напряжение, вызывающее заданное относительное удлинение), что достигается как увеличением числа карбоксильных групп в цепи, так и увеличением количества вводимых окислов металлов. Монотонное возрастание ориентации и прочности с повышением модуля резины в К. к. свидетельствует о том, что этн эффекты вызваны не структурой полимера, а специфичностью вулканизационной сетки. Ненаполненные резины из К. к., вулканизованные с помощью серы и ускорителей вулканизании в отсутствие окислов металлов, имеют весьма низкую механпч. прочность (ок. 20 кг1см ) и не проявляют ориентационного эффекта в рентгенограмме. Резины из бутадиен-стироль-ного К. к. отличаются хорошим сопротивлением тепловому старению (в связи с отсутствием серы и полисуль-фидных связей), высокими износостойкостью и стойкостью к разрастанию порезов и повышенной эластичностью. Лучшими показателями обладают бутадиен-стирольные К. к. с содержанием 1—2% метакриловой [c.216]

Двойное лучепреломление поливинилового спирта исследовалось на растянутых нитях. Для проверки однородности растяжения волокна вдоль оси растягивались две нити с нанесенными на них метками. Растяжение неоднородно по краям нитей и относительно однородно в середине-нитей. Неоднородность растяжения связана с условиями растяжения.. Двойное лучепреломление исследовалось при помощи поляризационного-микроскопа (при относительной вытяжке от 1 до 6) при различной температуре (Г) и влажности воздуха (/ ). Исследование проводилось при следующих условиях а) Т=30°, г=100% б) Г=30°, г=93% в) Г=20°, / =100% г) 7 =20°, г=93% д) Г=20°, г=81%. В случае а было изучено изменение двойного лучепреломления при одно-, двух-, трех- и четырехкратном нагревании образцов при температуре 140° в течение 5 мин. При увеличении числа прогреваний двойное лучеиреломление сперва увеличивается, а затем достигает насыщения. При большой вытяжке-насыщение достигается уже при однократном прогревании, а при двойной вытяжке такой результат достигается лишь при четырехкратном прогреве. В случаях б , в и г также было достигнуто насыщение после прогревания в течение 15—30 мин. Для непрогретых образцов двойное лучепреломление при данной степени вытяжки тем болыпе, чем выше температура и ниже относительная влажность воздуха. Равновесные значения двойного лучепреломления не зависят от температуры и относительной вла/кности. Авторы считают, что для роста двойного преломления должно иметься оптимальное количество влаги в волокне. Было установлено теоретическое соотношение мел<ду двойным лучепреломлением и дихроизмом волокон поливинилового спирта и измерены дихроизм, двойное лучепреломление и плотность поливинилового спирта, прогретого при 220—230° (при трех- и шестикратном удлинении) в 40%-м растворе-(ГЧН4)2804, при pH 4.0—9.1 в течение 30 мин., и вычислены степень молекулярной ориентации и кристалличность. [c.60]

Свойства полимера в ориентированном состоянии определяются не только средней степенью ориентации макромолекул, но и более тонкими особенностями его строения. Наличие у полимеров сравнительно широкого распределения по длинам цепей и узлов молекулярной. сетки разной стабильности приводит к тому, что появляются качественные отличия в ориентации полимера, вытянутого при высокой и низкой температуре. Чем выше температура вытяжки, тем интенсивнее идет процесс разрушения узлов молекулярной сетки, причем в первую очередь разрушаются слабые узлы. Конфигурационные и конформационные изменения цепей при их растяжении лимитируют более стабильные, но реже расположенные узлы. Поэтому все большая доля коротких молекул выходит из напряженного состояния и оказывается в свернутом неориентированном состоянии. В этом случае ориентированными оказываются преимущественно макромолекулы с большой молекулярной массой. Степень их ориентации непрерывно растет с увеличением степени вытяжки. Они находятся как бы в растворе неориентированных молекул с низкой молекулярной массой. Поэтому два образца, ориентированные до одинаковой степени при высокой и низкей температуре, могут отличаться не только общими удлинениями, но и длинами ориентированных молекул. В первом случае образец ориентирован в основном за счет длинных молекул, во втором— за счет веек молекул, имеющихся в образце. [c.189]

Перейдем теперь к рассмотрению молекулярного механизма ориентации. Зависимость напряжения от деформации для полиморфных полимеров с линейными макромолекулами имеет характерный вид, резко отличный от аналогичной зависимости для сшитого каучука. Если приложить к образцу кристаллического полимера одноосно растягивающее напряжение, то обнаружится, что процесс растяжения до разрыва образца может быть четко разделен на три стадии [80—82]. На первой стадии деформация подчиняется закону Гука, т. е. напряжение прямо пропорционально деформации (относительному удлинению). Вторая стадия характеризуется постоянством напряжения яри непрерывно нарастающем удлинении. На этой стадии растяжения в образце появляется так называемая шейка и происходит дальнейшее постепенное сужение образца до поперечного сечения шейки. Предполагают, что при этом происходит процесс частичного разрушения первоначальной структуры п переориентации полимерных кристаллов в направлении приложенных усилий. Третья стадия растяжения (так называемая область упрочнения) состоит в удлинении переориентированного образца вплоть до разрыва, ничем не отличающемся от растяжения анизотропного кристаллического полимера в направлении первичного растяжения. [c.79]

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]

Сатерленд и Джонс [130] исследовали каучук, полиэтилен, гидрохлори-рованный каучук и поливинилиденхлорид. Они нашли, что каучук и полиэтилен, ориентированные растяжением, проявляют определенные изменения в способности к поглощению. Полоса около 6 лк в каучуке, полученная от валентного колебания группы С = С, усиливается, если электрический вектор возбуждающей энергии параллелен направлению удлинения образца. В полиэтилене полоса 6,9 мк, обусловленная симметричными деформационными колебаниями водорода в метиленовых группах, усиливается, если электрический вектор перпендикулярен направлению удлинения. Этот эффект еще более заметен для полосы 13,9 мк, также связанной с деформационными колебаниями метиленовой группы. Таким образом, очевидно, что применение поляризованного инфракрасного излучения может дать дополнительные сведения об ориентации молекулярных групп в полимере. [c.278]

Как свидетельствуют большеугловые данные, ориентация молекулярных цепей в области малых удлинений меняется также весьма существенно. Часто (особенно в образцах ПЭ) на самых начальных стадиях растяжения наблюдают расщепление рефлекса (110) в четырехточку и увеличение интенсивности (200) на экваторе. Это означает, что а-оси кристаллитов ориентируются перпендикулярно направлению вытяжки (Aggarval, см. [4, гл. 7 42]). [c.193]

Итак, рассмотрение пластической деформации микрофибриллярной структуры при растяжении в направлении молекулярных цепей позволяет заключить, что достижение предразрывных удлинений сопровождается изменениями всех характеристик НМС увеличиваются продольные размеры кристаллитов, в большинстве случаев меняется их форма возрастает дисперсность продольных размеров аморфных межкристаллитных прослоек и, как следствие, дисперсность размеров больших периодов. Кроме того, возрастает ориентация сегментов молекул, находящихся в аморфных областях уменьшается их разнодлинность, нарастает число разрывов молекул и т. д. [c.227]

Величина теплового эффекта, связанного с необратимыми процессами внутреннего трения, не может быть оценена сколько-нибудь достоверно. Однако совершенно очевидно, что эта составляющая эффекта Джоуля вместе с только что описанной составляющей теплового эквивалента работы не может быть больше самой работы растяжения. Между тем величина эффекта Джоуля, как уже отмечалось, примерно в 10 раз превосходит работу растяжения. Этот избыток энергии можно объяснить, как это впервые сделал Хок, теплотой кристаллизации каучука, наблюдающейся при растяжении последнего. Явление двойного лучепреломления, наличие кристаллических интерференций на рентгенограммах растянутого каучука, повышение плотности каучука — все это согласно указывает на ориентацию молекулярных цепей в направлении растяжения и, наконец, на возникновение кристаллической фазы. Чем больше степень растяжения, тем в большей степени проявляются эти показатели роста кристаллической фазы. Интенсивность кристаллических интерференций на рентгенограмме растянутого каучука и тепловой эффект растяжения возрастают с увеличением деформации. Из данных рентгенографического анализа следует, что при удлинении на 700—800% около 607с натурального каучука переходит в кристаллическую фазу. Тепловой эффект при этой степени растяжения составляет 6 кал/г и за вычетам теплового эквивалента работы растяжения равняется 5,6 кал/г. Таким образом, теплота полного перехода каучука в, кристаллическое состояние по данным теплового эффекта растяжения составляет примерно 9 кал/г. Это значение нахо- [c.226]

При увеличении степени вулканизации СКИ-3 за счет увеличения дозировок сульфенамида БТ с 1 до 3 вес. ч. происходит рост модуля эластичности, падение относительного удлинения и резкое снижение предела прочности при растяжении с 250 до 20—25 кгс1см . Это также объясняется образованием густой пространственной сетки, препятствующей ориентации молекулярных цепей. [c.123]

Геман и Филд [41] из наблюдений над рентгеновскими лучами сделали заключение, что, когда каучук растянут, зародыши кристаллов образуются главным образом по направлению растяжения. Подобный же вывод был сделан автором [129] из изучения изменений двойного лучепреломления, сопровождающих кристаллизацию. Если это так, то рост кристаллитов поведет к увеличению средней ориентации молекулярных цепей. Это может объяснить любопытное явление, о котором сообщали Смит и Сейлор [120], а также Парк [104]. Эти авторы заметили, что, когда в сыром каучуке поддерживается удлинение около 200— 300% при НИЗКОЙ температуре, медленная кристаллизация сопровождается увеличением в длине, доходящим даже до 4% длины образца в растянутом состоянии. Это должно означать, что вращение аморфных цепей в процессе перехода в кристаллическое состояние достаточно велико для того, чтобы сначала понизить напряжения в каучуке до нуля, а затем вызвать дальнейшее его [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология