Упругость эластичных полимеров

Природа высокой эластичности объясняется гибкостью полимерных цепей, которая отчетливо проявляется при достаточно интенсивном тепловом движении. Ничтожно малая упругая деформация полимера связана с изменением средних расстояний между атомами и деформацией валентных углов полимерной цепи, а высокоэластическая — с ориентацией и перемещением звеньев гибких це-цей без изменения среднего расстояния между цепями. [c.61]

Соединение большого числа малых молекул в результате химической реакции в длинную цепную молекулу полимера приводит к возникновению у последнего целого комплекса новых физикомеханических свойств — упругости, эластичности, способности к пленко- и волокнообразованию. [c.7]

Согласно этой формуле, чем меньше и и чем больше температура, тем вероятнее перегруппировка макромолекул, тем эластичнее полимер. Если же значение и велико, а температура мала, то цепные макромолекулы проявляют себя как жесткие системы. Структурными единицами, из которых образуются полимеры, являются пачки, состоящие из большого числа цепных макромолекул. В зависимости от степени упорядоченности молекул в пачках полимеры могут существовать в кристаллическом и трех аморфных (стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем) состояниях. Каждое из них определяется комплексом физико-механических свойств, связанных со структурой и прочностью связей вдоль молекулярной цепи и между цепями. Кристаллические полимеры упруги, им присущи анизотропные свойства аморфные полимеры эластичны и изотропны. [c.319]

Приведенные данные свидетельствуют, что модуль высоко-эластичности полимеров меньше модуля упругости твердых тел на 6 порядков. Это различие связано с тем, что природа упругости имеет энерг етический характер, а эластичности — энтропийный (см. раздел XIV.3). [c.327]

Отсюда возникает предположение о кинетической природе высокой эластичности полимеров. Это предположение тем более справедливо, что модуль упругости каучука, так же как и газов, увеличивается с температурой, а при деформации эластичные тела нагреваются. Постоянство же объема при небольших деформациях свидетельствует о том, что средние расстояния между молекулами каучука не изменяются, т. е. величина внутренней энергии остается постоянной. [c.163]

Эластичные полимеры, для которых кроме упругой характерна также высокоэластическая деформация. Под влиянием сравнительно небольших усилий эластичные полимеры способны к большим обратимым деформациям. [c.375]

Соединение большого числа одинаковых или разных низкомолекулярных молекул в процессе химической реакции приводит к появлению у полимера целого комплекса новых физико-механических свойств — высокой упругости, эластичности, способности к пленко-и волокнообразованию. Наличие длинных цепных молекул, имеющих химические, т. е. прочные, связи вдоль цепи, и физические, т. е. слабые, связи между цепями, является наиболее характерным признаком полимеров. При этом большая молекула обладает определенной гибкостью. Цепная молекула полимера называется макромолекулой. Составляющие ее низкомолекулярные повторяющиеся структурные единицы, или звенья, образованы низкомолекулярными веществами, способными к многократному соединению друг с другом в результате химической реакции синтеза. Эти вещества называются мономерами, а их соединение в макромолекулу полимера происходит в результате химических реакций, протекающих по законам цепных или ступенчатых процессов. Очевидно, что степень полимеризации, т. е. число мономерных звеньев в одной макромолекуле, определяет молекулярную массу полимера, которая составляет десятки, сотни тысяч и миллионы углеродных единиц и равна молекулярной массе исходного мономера, умноженной на степень полимеризации. [c.8]

Пластификаторы служат для повышения эластичности полимера и повышения его морозостойкости. Они должны характеризоваться малой упругостью пара, не растворяться в воде и обладать термо- и светостойкостью. Для пластифицирования эпоксидных смол могут применяться фталаты, адипинаты, себацинаты, эпоксидированные и хлорированные (совол) продукты и низкомолекулярные полиэфиры. Наиболее часто используют эфиры о-фталевой кислоты, например, дибутилфталат, диоктилфталат, ди-(2-этилгексил)-фталат и др. [c.10]

По степени пластичности и эластичности полимеры разделяются на пластомеры (пластики) и эластомеры (эластики). К эластомерам относятся каучукообразные материалы, для которых характерна эластичность при температурах применения и низкий модуль упругости. [c.14]

Стеклование эластомера сопровождается изменением его механических свойств увеличиваются жесткость и модуль упругости. Для полимеров в застеклованном состоянии, как и для низкомолекулярных стекол, характерна упругая деформация (модуль упругости кгс/см ). Лишь при очень высоких напряжениях возможно развитие больших деформаций (явление вынужденной эластичности ). Рост модуля упругости при- [c.11]

Гибкость цепных молекул). Оно характеризуется огромными обратимыми деформациями растяжения (порядка 1000%), низкими модулями упругости (порядка 1 — 10 кс/см ) и нек-рыми другими физич. особенностями (см. Эластичность полимеров). [c.92]

Упругая деформация. полимеров очень мала. Высокая эластичность полимерных покрытий, обусловленная механизмом [c.122]

Следует заметить, что обусловленная всеми этими внутримолекулярными движениями эластичность полимеров, аналогичная упругости газов, сопровождается также и обычной упругостью, обусловленной изменениями внутренней энергии при деформации. [c.58]

Так называемая теория стесненных слоев постулирует, что передача усилия от низкомодульной матрицы к высокомодульным волокнам может быть равномерной и эффективной, если между ними находится межфазный слой с промежуточным модулем упругости [49]. Поскольку экспериментально показано, что частицы наполнителя могут изменять плотность упаковки макромолекул эластичного полимера и уменьшать их подвижность, а следовательно, изменять механические свойства полимера на расстояние до 150 нм от поверхности, эти представления кажутся многообещающими. Был сделан вывод, что аппреты способны уплотнять структуру полимера на границе раздела, оставаясь химически связанными с поверхностью стекла [39]. Однако эти представления трудно увязать с релаксацией напряжений в пограничной области прп компенсации термических усадок [29]. [c.46]

Следует отметить, что пенопласты могут использоваться для самых различных целей. Вспенивание эластичных полимеров приводит к улучшению гибкости и упругости диванных подушек. Вспенивание литых фенолоформальдегидных смол позволяет получить ударопоглощающий материал непосредственно в нужном месте. [c.436]

Влияние наполнителей на Гхр материала проявляется по-разному. Прежде всего наполнители обычно снижают хрупкую прочность. Далее, расширяя релаксационный спектр в сторону длительных времен за счет образования связей наполнитель — полимер они должны повышать предел вынужденной эластичности полимера. Увеличивая модуль упругости резины, наполнители приводят к тому, что растягивающее напряжение, возникающее в образце при его изгибе, будет больше чем в ненаполненном полимере. Каждая из этих причин должна приводить к сдвигу Гхр в сторону более высоких температур, что и подтверждается экспериментом. [c.29]

В стеклообразном состоянии Ег равен модулю упругости Е полимера, а в эластическом состоянии равновесному модулю Еэа эластичности. [c.150]

По видам деформаций, возникающих в полимерах под действием внешних усилий при комнатной температуре, их подразделяют на твердые полимеры, для которых характерна упругая деформация эластичные полимеры, или эластомеры, которым, кроме упругой деформации, свойственна и высокоэластическая деформация и текучие полимеры, близкие по свойствам к, обычным жидкостям. [c.353]

Конечным итогом ряда теорий является вывод уравнений, позволяющих описывать температурные зависимости предела вынужденной эластичности, модуля упругости и т, д. Например, теория Робертсона дает возможность вывести уравнения для описания зависимости предела вынужденной эластичности стеклообразных полимеров от температуры и скорости деформации. Теоретическое вычисление модуля упругости стеклообразных полимеров можно проделать, воспользовавшись соответствующей моделью . [c.171]

На третьей стадии процесса к реакционной массе добавляют этаноламины, например триэтаноламин, которые, реагируя со свободными изоцианатными группами полиэфируретановых цепей, сщивают их с образованием нерастворимого, неплавкого, прочного, упруго-эластичного полимера трехмерного строения, как это показано на следующей схеме [c.115]

В первом случае, исходя из силоксандиола с мол. весом 2600, удалось получить упругий эластичный полимер с мол. весом [c.366]

Кристаллические полимеры можно также подвергать ориентации, Механизм ориентации кристаллических полимеров пока не установлен. Возможно, при этом наблюдается плавление кристаллитов и последующая их рекристаллизация с одновременной ориентацией в направлении растягивают,его усилия (рис. 23). Ориентированные кристаллические полимеры приобретают анизотропность, которая возрастает с повышением степени ориентации. В направлении ориентации заметно возрастает механическая прочность, уменьшается эластичность, полимер становится более твердым и менее упругим. Ниже приведены данные, иллюстри- [c.55]

Прочность полифосфонитрилхлорида аналогична прочности вулканизатов натурального каучука, ио фосфорсодержащий полимер значительно более теплоустойчив. До 110 в полимере еще полностью сохраняются упругие еформации. Даже при 160° после 3-часового воздействия иа образец нагрузки в 1 кг см -обратимые деформации полимера составляют 90% от всех деформаций. Во влажной атмосс[)ере эластичность полимера снижается. Это явлегше, очевидно, связано с постепенным гидролизом полимера и превращением его в сетчатый полимер с кислородными поперечными мостиками между цепями [c.471]

В заключение необходимо подчеркнуть, что прочность полимеров, как правило, в несколько раз ниже теоретической, что обусловлено наличием дефектов — концентраторов напряжений. Наличие дефектов приводит к тому, что определяемое значение прочности является среднестатистическим. Существует разброс значений прочности и проявляется влияние масштабного фактора на прочность. Теорией, качественно правильно объясняющей закономерности прочности твердых полимеров, является теория Гриффита, отклонения от которой тем больше, чем большая доля упругого напряжения в разрушаемом образце идет на потери, связанные с процессами деформации. Наряду с понятием прочности по Гриффиту существует понятие долговечности, т. е. времени, в течение которого образец разрушается под действием данного напряжения, меньшего чем Ор. Установлена прямая пропорциональность между 1дтр и а для твердых полимеров, малодеформируемых в момент разрушения, и прямая пропорциональность между ]gтp и lga для эластичных полимеров (резин). Аналогичным образом прн динамическом режиме нагружения циклическими нагрузками существует прямая пропорциональность между gNp и ао для твердых полиме- [c.212]

Одно из уникальных свойств полимеров — эластичность — можно объяснить в рамках простой гауссовой модели. Эластичность — это способность к большим обратимым деформациям. Механические свойства полимеров, как и др тих упругих материалов, описываются законом Гука. Однако наибольшая величина деформации, которую материал способен выдержать без разрущения, у полимеров на несколько порядков больше, чем у обычных твердых тел. Предел упругих деформаций стали или стекла составляет несколько процентов, тогда как у эластичного полимера, например каучука, он выражается сотнями процентов. В обычных материалах упругая деформация возникает в результате небольшого (на проценты) изменения межатомных расстояний и углов кристаллической решетки. Очевидно, что эластичность невозможно объяснить таким механизмом деформации. Гигантские величины обратимых деформаций полимерных веществ обусловлены тем, что при действии деформирующего усилия (например, растяжения образца) происходит распрямление молекулярных цепей, а при снятии деформирующего усилия цепи вновь сворачиваются в клубки. Сворачивание в клубки происходит не потому, что в распрямленной цепи возникли какие-либо напряжения (типа тех, что появляются в растянутой стальной пружине). Таковые просто отсутствуют. Состояние и распрямленной, и свернутой в клубок цепи механически одинаково устойчиво. Не существует сил, которые делали бы предпочтительным одно из таких состояний. Причина сворачивания цепи в клубок иная — вероятностная. Существует один способ так расположить звенья цепи, чтобы макромолекула приобрела максимально возможный размер, равный ее контурной длине гЫ. В го же время имеется множество вариантов (порядка 3 ) такого расположения звеньев, при котором расстояние между концами макромолекулы станет равно ее среднестатистической величине К = Каждый из вариантов изогнутого состояния реализуется при тепловом движении звеньев с той же вероятностью (частотой), что и единственное состояние предельно вытянутой молекулы, поэтому растянутый клубок непременно перейдет в одно из многочисленных свернутых состояний под влиянием только лишь теплового движения звеньев. [c.730]

Пластификаторами служат высококипяш,ие вязкие жидкости, например сложные эфиры фталевой и себациновой кислот, растворимые в полимере, а также легкоплавкие синтетические воскоподобные вещества, хорошо совмещающиеся с полимером. В присутствии пластифицирующих добавок облегчается скольжение макромолекул размягченного полимера друг относительно друга, т. е. повышается текучесть материала. Пластификатор должен оставаться и в готовых изделиях, благодаря чему повышается их упругость, эластичность и морозостойкость, но снижается теплостойкость и ухудшаются диэлектрические характеристики, увеличивается коэффициент объемного термического расширения и возрастает ползучесть (хладотекучесть) материала под нагрузкой. Жидкие пластификторы постепенно улетучиваются из изделий, что вызывает их коробление и изменение физико-механических свойств (старение пластифицированных полимеров). Поэтому Б производстве пластических масс стремятся использовать воскоподобные пластификаторы. Количество пластификатора, вводимого в состав термопластичного полимера, можно варьировать в широких пределах в зависимости от требований, которые предъявляются к готовым изделиям. [c.529]

Во всех циклах увеличение новерхности, возникающей при набухании подобных тел, с избытком покрывается убылью поверхности при максимальном развитии вторичных когезионно-адгезионных взаимодействий в структуре в конце высыхания. Тогда полностью уничтожается внутренняя поверхность в структурообразующей фазе и тело становится гомогенным. Поэтому в упруго-эластичных системах продолжительные колебания влажности не могут вызывать снижения прочности. Такие системы отличаются высокой стойкостью в атмосферных условиях, если одновременно в полимере не протекают процессы старения, сопровождающиеся постепенным появлением жесткости, а следовательно, и условий для расшатывания структурообразующих связей. [c.235]

ДЕФОРМАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ — способность полимерных материалов значительно изменять свою форму под действием внешних сил, проявляя при этом сцецнфические лишь для них закономерности сопротивления деформации, обусловленные цепным строением макромолекул. Д. п." чрезвычайно резко зависиг от те-мп-ры, а также от динамич. режима воздействия сил, что связано с возникновением при деформации неравновесных состояний (см. Механические свойства полимеров). Деформация аморфных полимеров слагается из упругой, высокоэластич. и пластич. деформаций. Соотношение этих деформаций определяется нриродой вещества, темп-рой и скоростью воздействия сил. Деформация аморфных полимеров при достаточно низких темп-рах (в застеклованном состоянии) прп ие очень больших напряжениях имеет чисто упругай характер. При возрастании растягивающих напряжений происходит либо хрупкое разрушение полимерного стекла (при деформациях от 0,1 до нескольких %), либо развитие больших деформаций норядка 100— 200%. Такая большая деформируемость, часто называемая холодной текучестью, а также вынужденной эластичностью полимеров, ведет к образованию ани-зотронного полимера, сохраняющего свое деформированное состояние после разгружения неограниченно долго. Полное восстановление исходной формы может быть достигнуто нагреванием до температуры стеклования. [c.538]

Исследуя физические свойства нолинпромеллитимидов на различных стадиях термообработки (при их синтезе), Котрн с сотр. установили, что имидизация завершается при 200° С. Величина тангенса угла диэлектрических потерь полимеров при температуре выше 200° С резко уменьшается и в дальнейшем изменяется мало. Полоса поглощения амидных групп (3280 см ) в ИК-спектре убывает, а при 250° С исчезает полностью. После нагревания при 200° С и завершения имиднзации существенно уменьшается эластичность полимеров. По мнению авторов, происходит образование жестких внутримолекулярных имидных циклов. Однако эластичность резко увеличивается при последующем нагревании при 300—400° С. Измеряя модуль упругости, величина которого монотонно возрастает, авторы делают предположение о возможности протекания при нагревании кристаллизации или структурирования. Предположение [c.209]

Устойчивые к действию УФ-света полимеры получаются из 5—35% аллил- или винилсалицилата и этилена, координированных с металлоорганическими соединениями типа ацетилацетоната циркония. Эти полимеры — отличный материал для получения изделий литьем Хелаты олова или циркония являются катализаторами отверждения полиорганосилоксанов. Сравнительные испытания показали, что такие соединения циркония, как ацетилацетонаты, дают упругую эластичную пленку, хорошо связывающуюся с субстратом. Это свойство используют при импрегнировании тканей силц-катами, а также для придания водоотталкивающих свойств металлам, бумаге, строительным материалам и краскам . При обработке органополисилоксаном и ацетилацетонатом циркония кожа приобретает водоотталкивающие свойства, не теряя при этом внешнего вида и способности к обычной отделке . [c.302]

ХРУПКОСТЬ ПОЛИМЕРОВ — свойство стеклообразных и кристаллич. полимерных тел разрушаться при малых упругих деформациях (без развития высокоэластич. или нластич. деформаций). X. п. проявляется в тех случаях, когда разрушение тела происходит быстрее, чем развитие вынужденной высокоэластич. деформации (см. Эластичность полимеров, Механические свойства полимеров). [c.382]

На рис. 3.5 и 3.6 изображены зависимости от температуры (при заданном составе) и от состава (при заданной температуре) динамического модуля упругости стеклообразного полимера (высокомолекулярного ПММА), эластичного полимера (сетчатого сополимера бутилакрилата с бутилен-1,3-диметакрилатом — бу-тилакрилатным каучуком ПБА) и гетерогенных композиций на их [c.159]

Большинство полимеров состоит из очещз длинных и гибких линейных макролюлекул (длина молекулы во много раз превышает ее поперечные размеры) цепного строения, многим из них присуще сочетан е высокой прочности с упругостью (эластичностью). [c.207]

Аналогия между упругостью газа и эластичных полимеров настолько глубока, что сходны и многие другие характеристики их упругости. Так, например, равновесный мол уль эластичности, так же как и давление газа, возрастает прямо пропорционально абсолютной температуре. Поэтому у эластомеров, как и газов, сопротивленгге дефор.мации возрастает с температурой. 3 то время как у обычных упругих твердьих тел оно убывает. [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология