Аморфные полимеры термомеханическая кривая

Для линейных аморфных полимеров термомеханическая кривая имеет более сложный характер (рис. V. 3). Между температурными областями стеклообразного (область I) и вязкотекучего (область III) состояний появляется еще одна температурная область, в которой полимер находится в особом высокоэластическом состоянии. В этом состоянии в полимере под действием небольших усилий развиваются очень большие обратимые деформации, характеризующиеся малыми значениями модуля упругости (в Ю — 10 раз меньше, чем у обычных твердых тел). [c.140]

Под действием малых деформирующих усилий вынужденные высокоэластические деформации полимера не обнаруживаются, что хорошо иллюстрируется рис. 19, где приведена типичная для аморфных полимеров термомеханическая кривая изменения деформации полимера под действием малых деформирующих усилий. В температурной области стеклообразного состояния полимера вязкость настолько высока, что теплового движения недостаточно, чтобы молекулы полимера были способны изменять свою форму, переходить из одной конформации в другую. [c.140]

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

Свойства кристаллических полимеров. Термомеханические кривые кристаллических и кристаллизующихся аморфных полимеров. Изотермы растяжения и молекулярный механизм "холодного течения кристаллических полимеров и полимерных стекол при растяжении. [c.382]

Продвигаясь в зоне загрузки экструдера, материал уплотняется, но практически не перемешивается. Под действием сил внешнего трения в материале, перемещающемся как одно целое, возникают нормальные напряжения. В зоне загрузки материал находится в стеклообразном или частично кристаллическом состоянии. В зависимости от состояния полимера термомеханические кривые имеют различный вид [33, с. 44—46 46, с. 87 79]. Свойства материалов в зоне загрузки описываются уравнениями состояния стеклообразных аморфных и частично-кри-сталлических полимеров. [c.144]

Что выражает термомеханическая кривая аморфных полимеров [c.385]

Рис. V. 3. Термомеханическая кривая аморфного полимера

Рис. V. 5. Термомеханическая кривая сшитого аморфного полимера.

Рассмотренные термомеханические кривые (рис. V. 3 и V. 4) отражают зависимость деформируемости линейных аморфных полимеров от температуры. [c.142]

Рис. 7.1. Типичные термомеханические кривые для линейных — аморфных (а) и кристаллизующихся (б) полимеров и макросетчатого (а) полимера

При низкой температуре деформация мала. Она мало увеличивается с температурой. Аморфный полимер ведет себя при низких температурах как стекло. Мы говорим, что полимер находится в стеклообразном состоянии. Если нагрузки при определении термомеханической кривой невелики и не превышают 0,1 МПа, то деформация составляет доли процента от первоначальной высоты образца. Такая малая деформация характерна и для многих низкомолекулярных твердых тел. В случае полимеров она служит надежным указанием на то, что под действием приложенного напряжения сегменты макромолекул не перемещаются, а следовательно, макромолекулы не меняют форму статистических клубков. [c.101]

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]

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]

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]

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]

Рис. 85. Термомеханическая кривая для аморфных полимеров [c.253]

Кристаллические структуры по-разному влияют на механические свойства кристаллических и кристаллизующихся полимеров. При приложении малых напряжений деформация кристаллических полимеров очень мала. Выше температуры плавления полимер переходит практически сразу в вязкотекучее состояние, при этом деформация резко возрастает (рис. И.8). Кристаллизующийся полимер того же химического строения имеет иную термомеханическую кривую. Так, если расплав кристаллизующегося полимера быстро охладить, то он не успеет закристаллизоваться и перейдет в стеклообразное состояние. До температуры стеклования он будет вести себя как обычный аморфный полимер, т. е. проявлять малые обратимые деформации. В отличие от-кристаллического, у кристаллизующегося полимера проявится и область высокоэластического состояния, и именно в ней, вследствие увеличения сегментальной подвижности макромолекул, наступит кристаллизация. Превратившись в кристаллический, полимер обнаружит высокие необратимые деформации лишь после достижения температуры плавления. [c.30]

Рис. 94. Семейство термомеханических кривых для полимергомологов аморфного полимера

Как показали кинетические измерения, плавление происходит сразу после достижения характерной для данного полимера температуры кристаллизация же требует для своего завершения значительного промежутка времени, который в зависимости от природы полимера и условий охлаждения составляет минуты, часы и даже месяцы. Эти явления и связанные с ними релаксационные процессы находят свое отражение в характере термомеханических кривых (рис. 129). При нагревании аморфного изотактического полистирола выше Тст он переходит в высокоэластическое состояние, что приводит к кристаллизации в результате увеличивается жесткость полимерной системы и снижается ее деформация. Этот вывод подтверждается результатами рентгенографических исследований. После достижения Тцд полимер сразу переходит в вязкотекучее состояние. В случае изотактического полистирола, заранее полученного в кристаллическом состоянии (рис. 129, кривая 2), наблюдается аналогичная картина, но без перехода полимера в высокоэластическое состояние. [c.445]

Термомеханические кривые полимеров а - кристаллического б- аморфного термопласта в - аморфного сетчатого. Температуры переходов - стеклования Тр - размягчения - высокоэластичности - кристаллизации (плавление) -плавления - термомеханической деструкции [c.16]

Введение наполнителя приводит к изменению не только температур переходов, но и общего характера термомеханической кривой. На рис. IV. 2 приведены термомеханические кривые типичного аморфного полимера — полистирола, содержащего 5 10 и 20% (масс.) наполнителя [274].- При введении наполнителя происходит повышение температур стеклования 7 с и текучести Гт, а также заметное изменение вида кривой. Для наполненного полистирола на термомеханической кривой не обнаруживается отчетливо выраженной плошадки, соответствующей области высокоэластического состояния. Это может быть связано с тем, что для данного полимера энтропийная доля упругости в высокоэластическом состоянии невелика и преобладает упругость, связанная с изменением внутренней энергии цепи, что приводит к росту деформации при повышении температуры. Введение даже малых количеств наполнителя приводит к появлению на термомеханической кривой горизонтального участка. Таким образом, наполненный полимер приобретает характерную для гибкоцепных полимеров область независимости деформации от температуры. При этом, поскольку при введении наполнителя происходит также повышение Гт, область температур, в которой деформация не зависит от температуры, расширяется с увеличением содержания наполнителя. Вместе с тем происходит заметное уменьшение общей деформируемости полимера при заданном напряжении. [c.151]

Рис 14 Термомеханическая кривая аморфного полимера [c.22]

Следует отметить, что одии и тот же полимер в зависимости от воздействующих на иего различных факторов (механических нагрузок, температуры, типа растворителя и др ) может находиться в аморфном или кристаллическом состоянии, образовывать различные надмолекулярные структуры Особенности полимеров, влияющие иа свойства, отчетливо видиы при рассмотрении термомеханической кривой, показывающей зависимость величины деформации полимера от температуры при постоянной нагрузке (рис 14) В общем случае иа термомеханической кривой можно выделить три области, соответствующие стеклообразному, высокоэластическому и вязкотекучему состояниям [c.22]

Аморфные полимеры. Типичная термомеханическая кривая аморфного полимера представлена на рис. 1.6. По этой кривой можно довольно четко выделить температурные области, в которых полимер находится в стеклообразном (ниже температуры Tg), каучукоподобном (область между Тд ц Tf] и вязкотекучем (выше температуры Г/) состояниях. Деформация образца при температуре, меньшей температуры стеклования, настолько мала, что этот участок термомеханической кривой практически сливается с осью абсцисс. Нижнему пределу области каучукоподобного (высокоэластического) состояния соответствует температура, при которой начинается рост деформации. Термомеханическая кривая вначале довольно круто поднимает- [c.22]

Кристаллические полимеры. Типичные термомеханические кэи-вые для кристаллических полимеров представлены на рис.. 7. Кривая 3 относится к полимеру, который плавится при температуре Тт и сразу переходит в вязкотекучее состояние, кривая 4— к полимеру, который после плавления переходит в каучукоподобное состояние (этому состоянию соответствует второй горизонтальный участок кривой). При охлаждении ниже температуры Tg жесткость полимера плавно увеличивается. Этот температурный переход соответствует стеклованию аморфных областей, существующих в любом кристаллическом полимере. Чем меньше степень кристалличности полимера, тем большей деформации соответствует положение термомеханической кривой в области температур между Тд и Тт- Если расплав кристаллического полимера быстро охладить ниже температуры стеклования, то затем при нагреве выше температуры он сразу переходит в каучукоподобное [c.23]

Полиамины I (кроме ти = 2) и II являются каучукоподобными полимерами, термомеханические кривые которых имеют четкую область высокоэластического состояния. Полиамины III представляют собой черные порошки с металлическим блеском. Они не претерпевают деформаций до 100° С и обнаруживают узкие однокомпонентные сигналы в спектре ЭПР, характеризующие наличие сопряжения в цепи полимера. Число делокализованных электронов составляет 3,9-10 спин1г. Рентгенограммы полиаминов свидетельствуют об их аморфном состоянии. Основная термодеструкция полимеров происходит при 200—400° С. Полиамины III не растворяются в изученных органических растворителях. Полиамины, I и II имеют низкий предел растворимости, что затрудняет определение их молекулярного веса. Поэтому для установления молекулярного веса некоторых полиаминов растворимых в концентрированной уксусной кислоте, удалось использовать метод определения концевых первичных аминогрупп Ван Слайка. Для полимера, полученного на основе 1,4-диаминобутана и диацетилена, молекулярный вес составлял 7000. [c.346]

Перёходя к физико-химическим основам переработки полимеров, остановимся на таких понятиях, как кристаллическое и аморфное состояние полимеров (см. гл. I), деформация и реология полимеров, термомеханические кривые и точки перехода, деструкция и стабилизация. [c.350]

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]

Сшитые аморфные полимеры при небольшом числе химических поперечных связей между макромолекулами характеризуются термомеханической кривой, приведенной на рис. V. 5. Узлы сетки препятствуют относительному перемещению центров тяжести полимерных цепей. Поэтому вязкое течение не наблюдается даже при высоких температурах. Температурная область высокоэластичности расширяется, и ее верхней границей становится темпёратура химического разложения полимера (Гразл) (см. рис. V. 5). [c.142]

Для характеристики деформационной способности,аморфных полимеров прибегают к термомеханическому методу исследования. Метод заключается в нахождении зависимости деформации полимера от температуры, т. е. в снятии термомеханических кривых. На рис. 97 для сравнения представлены кривые зависимости деформации е низкомолекулярного кристаллического (а), аморфного (б) тела и аморфного линейного высокополимера (в) от температуры при постоянном напряжении а. На рис. 97, а видно, что де юрмация низкомолекулярных кристаллов до достижения температуры плавления Т лишь немного возрастает с повышеним температуры. В этой области (/) деформации малы и обратимы, а тело остается твердым. В точке плавления свойства кристаллических тел изменяются скачком они превращаются в жидкости, а деформации становятся большими и необратимыми (//). На кривой рис. 97, б обнаруживаются уже 3 участка. В области малых температур (I) низкомолекулярное аморфное вещество ведет себя как твердое тело (до температуры стеклования Т ). Выше температуры текучести Т. (1И) оно обладает свойствами жидкости. В интервале (//) происходит постепенное размягчение твердого аморфного тела и превращение его в жидкость. Малые и об- [c.396]

Кристаллический полимер ниже 7, ведет себя при малых напряжениях как тверлое тело (вeлii iгiяa его деформации очень мала) выше деформация резко возрастает. Как видно из рис. 83, термомеханические кривые кристаллических и аморфных полимеров значительно отличаются друг от друга. [c.201]

В четвертой главе подробно освещен термомеханический метод определения температуры стеклования и текучести полимеров, проанализированы особенности интерпретации термомеханических кривых для аморфных и кристаллических полимеров, приведен расчетный метод определения по химическому строению полимера величины механического сегмента. Рассмотрены две основные концепщш механизма процессов застекловьшания полимеров - релаксационная и межмолекулярная. Рассматривается более универсальный, чем широко распространенный групповой подход расчета свойств полимера по их химическому строению, атомистический подход, с использованием которого получены аналитические выражения для расчета по химическому строению температуры стеклования линейных и сетчатых полимеров. Выполнен анализ влияния типов разветвлений линейных полимеров, а для сетчатых полимеров - числа звеньев между узлами сшивки, типа и строения этих узлов, наличия и вида дефектов сетки на температуру стеклования полимеров. [c.15]

Сразу можно заметить, что классические термомеханические кривые встречаются не всегда. Отклонение формы терлюмеханической кривой от классической связано с разными причиналги. Например, часто термомеханическая кривая аморфного полимера имеет вид, показанный на рис.19. Совершенно очевидно, что вязкотекучего состояния данньп1 полимер не проявляет. Очевидно и то, что деформация образца (в условиях сжатия) не доходит до 100 %. и, следовательно, образец сгорает при высоких температурах, а оставшаяся его часть находится под п ансоном и не дает ему продавливаться до юнца. [c.104]

Рис.32. Схематическое и ображе11ие термомеханической кривой аморфно-кристаллического полимера, определяемой при периодическом изменении нагрузки

Быстрая кристаллизация аморфного полимера насту пает при температ> -ре выше Tg. Поэтому аморфный полимер, способный к быстрой кристаллизации, в стеклообразном состоянии ведет себя подобно обычному аморфному полимеру, кристаллизующемуся трудно. При термомеханическом испытании он дает малую деформацию вплоть до температуры стеклования. Пройдя эту температз ру, полимер развивает большую высокоэластическую деформацию (рис.32, кривая 2). Однако появление кристаллизации при 7 > Tg придает полимеру жесткость, и если нагрузка прикладывается периодически, деформация быстро уменьшается (см. рис.32, кривая 2). После того, как полимер достаточно глубоко закристаллизуется, его деформация уже не будет отличаться от деформации заранее закристаллизованного полимера (см. рис.32, кривая [c.109]

Кардовые полиоксадиазолы устойчивы к действию воды и агрессивных сред при комнатной температуре и к действию воды при 100 °С [271, 291]. Сопоставление термомеханических кривых кардового полиоксадиазола 4,4 -дифенилфталидди-карбоновой кислоты и некардового поли-2,5-(4,4 -дифенилоксид)-1,3,4-оксадиазола в аморфном состоянии выявило влияние кардовой группировки на теплостойкость полимеров этого типа по температуре размягчения кардовый полимер примерно на 150 °С превышает некардовый полиоксадиазол [49, 271]. [c.144]

Рис. 6.2. Термомеханические кривые а - аморфного (/), аморфнокристаллического (2) и однофазного кристаллического (i) полимеров 6 - олигомеров и полимеров одного полимер-гомологического ряда (М < Мг< М < М < М )

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

В соответствии с изложенным, ТМК кристаллического полимера имеет вид кривой а (рис. 3), для аморфного термопласта кривая имеет вид 6. На ней четко наблюдается участок (плато) высокоэластичного состояния. Кривая в отражает свойства густосетчатого аморфного полимера, нелимитированное нагревание которого завершается термомеханической деструкцией (Г-р д). При Т < Тр все полимеры находятся в твердом состоянии, при Т > Г л термоплас- [c.15]

IV. 20 приведены термомеханические кривые полистирола, амор-физованпого путем быстрого охлаждения изотактического, а на рис. IV. 21—типичные кривые для кристаллического полимера, содержащего 5% пластификатора и различные количества наполнителя. Экспериментальные данные показывают, что введение наполнителя в кристаллический полимер очень незначительно влияет на изменение его Т л- Введение пластификатора в наполненный изотак-тический аморфизованный и кристаллический полимеры приводит к появлению сложной зависимости от содержания пластификатора. Результаты исследования термомеханических свойств указывают на существенное различие в поведении наполненных непластифициро-ванных и пластифицированных полимеров одной и той же химической природы, но находящихся в различном фазовом состоянии. В случае аморфного полимера, как было предположено нами ранее, взаимодействие макромолекул и надмолекулярных структуре поверхностью наполнителя приводит к образованию дополнительной структурной сетки, что и определяет заметное изменение термомеханических свойств. В изотактическом полистироле, где степень упорядоченности макромолекул велика, их регулярное расположение и сильное меж.молекулярное взаимодействие друг с другом в кристаллической решетке препятствуют образованию каких-либо прочных связей с поверхностью наполнителя. Промежуточное положение занимает аморфизованный изотактический полистирол. [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология