Физические состояния полимеро и термомеханическая кривая

Термомеханическая кривая аморфных линейных полимеров (рис. 97, в) имеет три участка, соответствующих, по В. А. Каргину, трем физическим состояниям полимеров стеклообразному (от температуры хрупкости 7 х до Т , высокоэластическому (от до Т ) и вязкотекучему (от Т., до температуры разложения Гр). [c.397]

Исследование влияния типа связей на характер термомеханических кривых, модуль упругости и равновесную высокоэластическую деформацию трехмерных полимеров на основе фенолформальдегид-ных смол, эпоксидных и других термореактивных пленкообразующих показало, что значительная роль в образовании пространственной структуры в этих системах принадлежит физическим связям. Из термомеханических кривых полимеров с различным содержанием поперечных связей следует, что они характеризуются значительной высокоэластической деформацией, но не переходят в вязкотекучее состояние из-за наличия пространственной структуры. Температура стеклования трехмерных полимеров увеличивается с повышением степени отверждения, зависящей от температуры формирования. Однако даже при высокой температуре 140 °С не реализуется полная глубина отверждения, а пространственная сетка является термически лабильной. Это выражается в том, что по мере нагревания трехмерных полимеров и приложения нагрузки часть связей, образующих сетку, разрушается, а на их месте образуются новые связи, число которых с повышением температуры уве- [c.126]

Физическое состояние полимера чаще всего определяют, изучая механические свойства, а именно деформируемость. По деформируемости, или податливости, полимеров в широком интервале температур судят об основных технологических свойствах полимера [10]. Величину деформируемости определяют методом термомеханических кривых, предложенным Александровым и Лазуркиным [И] для периодических и Каргиным и Соголовой [12, 13] для статических деформаций. [c.9]

ТРИ ФИЗИЧЕСКИХ состояния АМОРФНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПОЛИМЕРОВ. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ КРИВАЯ [c.188]

Физические состояния аморфных полимеров. Аморфные полимеры могут находиться в стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем состояниях. Для определения температурных границ существования этих состояний изучают зависимость деформации полимера от температуры, на основании которой строят термомеханическую кривую (рис. Х1П.1). [c.359]

Эффективность передачи механической энергии на связи, т. е. доля подводимой к полимерному материалу энергии, которая затрачивается непосредственно на разрыв основной цепи макромолекулы, зависит от физического состояния полимера. Очевидно, отношение этой энергии ко всей подводимой механической энергии (назовем его коэффициентом полезного действия процесса) близко соотношению упругой и полной деформации полимерного тела. По-видимому, ири температуре ниже Г р этот показатель достигает максимального значения и мало зависит от температуры, а с возрастанием температуры выше Гхр понижается до нуля, причем его температурная зависимость должна быть похожа на зеркальное отображение термомеханической кривой и зависеть от скорости деформации и температурного коэффициента вязкости расплава полимера. [c.263]

Для аморфных линейных полимеров высокого молекулярного веса термомеханическая кривая имеет три участка (рис. 80), соответств Ющих трем физическим состояниям. Первый участок (/) соответствует стеклообразному состоянию, для которого [c.197]

На рис. 1 приведена типичная термомеханическая кривая, которая дает представление об этих трех физических состояниях полимеров. Она показывает деформацию полимера под действием [c.13]

Итак, две точки на термомеханической кривой Тс и Т ) характеризуют температурные области, соответствующие трем физическим состояниям полимеров. Эти температуры являются важнейшими характеристиками, позволяющими назначить температурные интерва.лы формования изделий из полимеров и эксплуатации этих изделий. [c.14]

В настоящее время установлен метод оценки физического состояния полимеров в зависимости от температуры. Таким методом является снятие термомеханической кривой (рис. 1, стр. 14). Рассмотрение термомеханической кривой показывает, что переход полимера из стеклообразного в высокоэластическое состояние не происходит скачком, а растянут в температурном интервале А Г. Это не фазовый переход, характерный для плавления, например, кристалла, а релаксационный процесс, характеризующий изменение степени подвижности молекул полимера. [c.56]

На рис. 17, а представлена типичная термомеханическая кривая аморфного полимера, на которой четко видны три характерных участка, соответствующих трем физическим состояниям полимера. Температуры перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние (температура стеклования Гс) и из высокоэластического в вязкотекучее состояние (температура теку- [c.58]

Цель работы. Получение термомеханических кривых полимеров, определение температур переходов из одного фазового или физического состояния в другое. [c.159]

Наиболее важное значение термомеханической кривой состоит не в том, чтобы охарактеризовать уровень механических свойств полимера, а в том, чтобы определить температурные пределы существования стеклообразного, высокоэластического и вязкотекучего состояния. Эти три состояния называют физическими или релаксационными состояниями. [c.103]

Полимеры, Б зависимости от температуры, могут находиться в четырех физических состояниях трех аморфных и одном кристаллическом. В каждом 113 этих состояний полимеры обладают определенным комплексом физических свойств. Наиболее важными являются механические свойства, которые в первую очередь определяют области практического применения полимеров. Поэтому мы будем характеризовать физические состояния именно по изменению механических свойств. В качестве критерия обычно принимают изменение де- формации при постоянном напряжении. График зависимости деформации от температуры ирн постоянном напряжении получил название термомеханической кривой. [c.251]

Для аморфных линейных полимеров высокого молекулярного веса термомеханическая кривая имеет три участка (рис. 64), соответствующих трем физическим состояниям. Первый участок (/) соответствует стеклообразному состоянию, для которого характерны малые деформации при небольших значениях напряжения, второй (//)—высокоэластическому состоянию, характеризующе.муся большими обратимыми деформациями. На эти деформации накладывается деформация течения, которая с повышением температуры увеличивается. При достаточно высоких температурах относительное перемещение цепей как единого целого настолько облегчается, что наступает так называемое истинное течение полимера. [c.189]

На рис. 12 представлены термомеханические кривые аморфного и кристаллического полистирола. Для аморфных полимеров высокого молекулярного веса термомеханическая кривая 1) имеет три участка, соответствующие трем физическим состояниям стеклообразному I, высокоэластическому II и вязкотекучему III. Точки перегиба этой кривой соответствуют температурам стеклования и текучести. [c.95]

По термомеханической кривой можно определить интервалы температур, в которых развиваются соответственно только упругая деформация, упругая и высокоэластическая, деформации и, наконец, все три слагающие деформации (упругая, высокоэластическая и пластическая). Эти три температурных интервала соответствуют трем различным физическим состояниям аморфных полимеров. Интервал температур, в котором тело деформируется только упруго, соответствует стеклообразному состоянию, в интервале температур, в котором происходит развитие также и высокоэластической деформации, полимер находится в высокоэластическом состоянии. Наконец, по достижении температуры, соответствующей развитию вязкого течения, полимер переходит в вязкотекучее состояние. [c.244]

До сих пор речь шла о термомеханической кривой аморфных полимеров, т. е. классической кривой с тремя физическими состояниями и двумя переходными температурными областями между ними. Термомеханическая кривая кристаллических полимеров может иметь аналогичный вид (см. рис. П.11). Поэтому наряду с термомеханическими исследованиями обязательно нужно провести рентгеноструктурный анализ, чтобы убедиться в аморфности образца. Не останавливаясь пока на переходах в кристаллических полимерах, рассмотрим отдельные случаи поведения аморфных полимеров Ари термомеханических испытаниях. [c.82]

Все три физических состояния высокомолекулярных линейных аморфных полимеров можно наблюдать, снимая термомеханическую кривую, показывающую деформации от температуры (рис. И. 5). Каждое физическое состояние имеет свою природу и особенности. [c.23]

Учитывая релаксационный характер процессов перехода полимеров из одного физического состояния в другое в совершенно общем виде, известны несколько типов термомеханических кривых, характеризующих изменение свойств кристаллизующихся полимеров в процессе таких переходов. Эти кривые приведены на рис. 37 и 38. [c.182]

Для аморфных линейных полимеров высокой молекулярной массы термомеханическая кривая имеет три участка (рис. 10.1), соответствующих трем физическим состояниям. [c.544]

Даже если термомеханическая кривая имеет классическую форму (рис. П.11) и состоит из трех участков, следует воздержаться от утверждения, что полимер существует во всех трех физических состояниях, переходя при нагревании из одного в другое. Нужно учитывать, что возрастание деформации в порошкообразном образце может быть вызвано побочными причинами. Особое внимание необходимо обратить на последний участок кривой. Если этот участок находится в интервале температур, в кото рых термическая или термоокислительная деструкция еще не проходит достаточно глубоко, можно говорить о течении полимера. Чтобы убедиться в том, что развитие большой деформации (до 100% при сжатии) вызвано течением, а не деструкцией полимера, необходимо параллельно проделать термогравиметрический анализ (получить термогравиметрическую кривую). Это. особенно важно в случае теплостойких полимеров, для которых развитие большой деформации наступает в интервале температур 600—800 °С, и эта деформация, вызванная глубокой термической деструкцией полимера, может быть ошибочно принята за течение. Нужно учитывать также, что в процессе термомеханических испытаний помимо деструкции может происходить и структурирование. Эти два процесса всегда сосуществуют, но один из них протекает с гораздо большей скоростью и определяет направление всего процесса. Структурирование может проявляться в образовании поперечных связей между цепями полимера, в циклизации и т. д. В результате начавшееся течение полимера приостановится, а на термомеханической кривой появится площадка, аналогичная по форме плато высокоэластичности для линейных полимеров. Поэтому наличие такой площадки (а вернее, прекращение деформации) еще не позволяет утверждать, что полимер в данном интервале температур находится в высокоэластическом состоянии. [c.80]

Естественно,-что поведение кристаллических полимеров в условиях термомеханических испытаний не ограничивается рассмотренными случаями. Реальные полимеры могут давать самые различные формы термомеханических кривых. Однако приведенные примеры, по-видимому, позволят читателю ориентироваться во всем многообразии экспериментальных термомеханических кривых, и оценивать с их помощью физические состояния и температуры переходов из одного состояния в другое. [c.87]

Термомеханические кривые, представленные на рис. 6.9—6.12 выражают зависимость деформации от температуры только линейных полимеров, не претерпевающиз при нагревании никаких химических превращений. Для структурирующихся полимеров термомеханические кривые имеют иной вид, причем характер кривой зависит от того, в какой области температур реакции сшивания протекают с заметными скоростями. Если сшивание интенсивно происходит при температуре выше температуры текучести, то полимер переходит в вязкотекучее состояние, но по мере образования поперечных химических связей деформация течения уменьшается (кривая 1, рис. 6.13,а). При достаточном числе этих связей течение становится невозможным полимер из вязкотекучего состояния переходит в высокоэластическое и, наконец, в стеклообразное. Если в полимере поперечные связи образуются при температурах ниже температуры текучести, т. е. тогда, когда полимер находится в высокоэластическом состоянии, то перейти в вязкотекучее состояние он вообще не может. При дальнейшем нагревании вследствие увеличения частоты сетки высокоэластическая деформация уменьшается, и полимер переходит в стеклообразное состояние (кривая 2, рис. 6.13, а). Таким образом, ститый полимер может находиться только в двух физических состояниях — высокоэластическом и стеклообразном. [c.176]

Физические состояния полимеров и границы их существования изучают разными методами, но чаще всего их определяют по изменению деформации материала под нагрузкой при изменении температуры. Зависимость деформация — температура принято называть термомеханической кривой (рис. 4.2). На рисунке видны две области резкого увеличения деформации — область перехода из стеклообразного в высокоэласгаческое состояние, характеризуемая температурой стеклования Тс, и область перехода из высокоэластического состояния в вязкотекучее, характеризуемая температурой текучести Тт. [c.189]

На рис. 1.15 приведены три типа термомеханических кривых. Кривые получены при нагревании с заданной скоростью нагруженного образца полимера. Действующая нагрузка должна быть неизменной (напряжение а = сопз1) и малой по значению, чтобы механические воздействия на полимер не приводили к изменению его структуры. Обычно термомеханические кривые получают при деформации одноосного сжатия, растяжения или сдвига. При низких температурах все полимеры деформируются так же, как и твердые тела. Если полимер не кристаллизуется, то деформация с температурой изменяется по кривой типа 1. Выше температуры стеклования Тс проявляется высокоэластическая деформация (плато высокоэластичности), а затем выше температуры текучести Гт реализуется вязкое течение с накоплением необратимой деформации. Кривая 1 свидетельствует о том, что полимер может находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Каждому состоянию соответствует свой тип деформации. [c.32]

Аморфное фазовое состояние линейного полимера в зависимости от температуры имеет три физических состояния упруготвердое (стеклообразное), высокоэластичное (каучукообразное) и пластическое (вязкотекучее). Взаимные переходы этих состояний сопровождаются изменением механических свойств полимера и изображаются в виде термомеханических кривых. На рис. 29.4. приведена зависимость относительной деформации А/// от температуры для линейного полимера. Деформация выражена отношением приращения длины А/ образца полимера при наложении нагрузки к исходной длине / того же образца. На кривой четко различаются три области /, II, III, границами между которыми служат два характерных значения температуры Тс — температура стеклования и Гт — температура текучести. Область низких температур I соответствует стеклообразному или упруготвердому состоянию полимера, который является жестким и почти не деформируется. Жесткость полимера связана с малой величиной кинетической энергии звеньев (кТ) по сравнению с энергетическим барьером АО (А(У> кТ). Звенья при этом не обладают вращательным движением, так как не могут преодолеть барьер, а проявляют лишь колебательное движение около положения равновесия. [c.463]

В зависимости от температуры полимеры могут находиться в различных физических состояниях. Не усложняя этот вопрос термодинамическими тонкостями, отметим, что это твердое, размяггенное и вязкотекугее состояния. Характер перехода из одного состояния в другое зависит от химического строения полимера, его физической организации и демонстрируется в виде термомеханических кривых, снятых в определенных условиях и построенных в функции деформация (е) — температура (Г) (рис. 3) [1]. [c.15]

Для определения температуры стеклования проводили термомеханические испытания образцов на динамометрических весах при нагрузках 0,3 15,9 510 кПсм . Образцы в виде таблеток готовили прессованием при температуре 160° и давлении 15 кГ/сж . В процессе термомеханических испытания измеряли деформацию, развивающуюся в образце под действием соответствующей нагрузки за 10 сек. Скорость нагрева составляла 0,7 — 1° в минуту. Результаты приведены на рис. 1—3. По оси абсцисс отложена температура, а по оси ординат — величина деформации в процентах. На рис. 1 представлены термомеханические кривые первых фракций полипропилена. Начиная с молекулярного веса, которому соответствует характеристическая вязкость, приблизительно равная 0,1, на кривых появляются три участка, соответствующие трем физическим состояниям аморфного полимера. Область высокоэластических деформаций ограничена слева температурой стеклования Тс, равной —10°, —15° (не зависящей от величины молекулярного веса), и справа — температурой течения Т , которая нормально увеличивается с возрастанием молекулярного веса [3] и уменьшается с ростом величины действующей силы (см. рис. 1, а и б). [c.133]

Таким образом, термомеханическая кривая (зависимость деформации от температуры при действии постоянной силы) отчетливо показывает наличие трех физических состояний в полимерном теле. В интервале температур / полимер находится в стеклообразном состоянии и характеризуется сравнительно высоким модулем упруго, гости. В интервале температур II полимер находится в высокоэласти-Чо состоянии и способен к развитию значительных, но обратимых [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология