Ориентирование полимеров

Таблица 1. Анизотропия свойств ориентированных полимеров [34]

Перепелкин К. Е. О расчете теоретической и предельно достижимой прочности одноосно ориентированных полимеров с использованием темпера-турно-временной зависимости прочности.— Физико-химическая механика материалов, т. 6, № 2, с. 78—80 (1970). [c.93]

В ориентированных полимерах теплопроводность является тензорной величиной, зависящей от направления деформации по отношению к вектору теплового потока. [c.186]

В табл. 1 представлены опытные и расчетные данные для наиболее типичных аморфных полимеров. Поликристал-лические ориентированные полимеры в области Т>30 К и е<5 хорошо описываются модифицированной моделью Максвелла типа (4), 4.3,1. При вытяжке пленок и волокон за счет ориентации молекул полимера заметно повышается качество изделия, в частности улучшаются прочностные характеристики. Свойства полученных изделий зависят от технологических условий — скорости растяжения, температуры, степепи вытяжки. На рис. 1 приведена зависимость теплопроводности восьми сортов волокон вулканизованных каучуков от е. [c.186]

Для полностью ориентированного и неориентированного полимера под действием постоянного одноосного напряжения Оо приходится решать систему уравнений (3.26), (3.28) и (3.29). Случай полностью ориентированного полимера исследован Тобольским и Эйрингом. Предполагается, что на все элементы действует постоянное напряжение Ч ", которое возрастает обратно пропорционально уменьшению числа неразрушенных элементов. Разрушение элемента объема наступает с разрушением его последнего элемента, т. е. когда / = 0. Долговечность элемента объема tь определяется уравнениями (3.20), (3.21) и (3.26) [c.85]

Несмотря на отсутствие кристаллитных образований в стандартных образцах полистирола структуру его можно нескольк(з упорядочить растяжением при повышенной температуре. Растягивание образца в одном направлении (одноосная ориентация), а тем более одновременное растягивание его в двух взаимно-нер-пендикулярных направлениях (двухосная ориентация) способствует увеличению прочное и ю-л имера и уменьшению внутренних напряжений в нем, что приводит к повышению упругости. Поэтому одноосно ориентированный полимер применяют в виде пленок или нитей. Двухосной ориентацией листового полистирола повышают его предел прочности при растяжении на 20—30/О, относительное удлинение в 5 раз и удельную ударную вязкость в 3—6 раз. [c.364]

В интервале 200—260° поливинилкарбазол можно подвергать ориентации. Ориентированный полимер теряет прозрачность, заметно увеличивается его прочность. [c.391]

Типичным примером использования этого выражения является описание двулучепреломления одноосно-ориентированных полимеров (например, волокон). Если разность величин коэффициентов преломления вытянутого образца, замеренных параллельно и перпендикулярно направлению вытяжки, определить как Ап = Пх—Пг, то [c.72]

Одним из важных следствий концепции НМО, очень четко сформулированных в работах школы Каргина [19, с. 68], является то, что механические и многие другие физические свойства полимеров, хотя и зашифрованы в конфигурационной информации, но передаются через НМО. На этом строится вся структурная механика полимеров применительно к ориентированным полимерам она вкратце будет рассмотрена в гл. VI. [c.44]

Наличие одного, двух или трех участков и их протяженность определяются условиями вытяжки. Изотропный или слабо ориентированный полимер имеет малые удлинения при разрыве и разрушается на I участке диаграммы растяжения. Увеличение степени предварительной вытяжки приводит к появлению II и III участков. Одновременно увеличиваются удлинения при разрыве и растяжение образцов будет характеризоваться более высоким уровнем напряжений. При дальнейшем увеличении степени вытяжки пологий участок II сокращается или даже полностью исчезает, а участок III становится круче. Разрушение происходит при более высоких напряжениях. Влияние ориентации на модуль упругости при [c.194]

С другой стороны, момент разрушения образца, т. е. разрушающее напряжение и удлинение при разрыве, не определяется одним только коэффициентом двойного лучепреломления Дп. Образцы с одинаковым Дп, ориентированные в различных условиях, могут разорваться на разных стадиях растяжения, хотя до момента разрыва одного из образцов диаграммы растяжения их полностью совпадают. Таким образом, по степени ориентации также невозможно однозначно определить прочностные характеристики ориентированных полимеров. Однозначную связь прочности и разрыв- [c.194]

Рис. VI. 21. Схема временной зависимости прочности предельно ориентированного полимера.

Чтобы образец ориентированного полимера мог выдерживать нагрузку, следует предположить, что (в отличие от I модели) некоторая конечная доля сегментов цепей более или менее параллельна оси образца. Тогда коэффициент перегрузки будет равен [c.204]

В разных температурных интервалах может оказаться ближе к действительности та или иная модель при низких температурах— первая, при высоких — вторая. Структура и свойства ориентированных аморфно-кристаллических полимеров зависят и от их молекулярного строения, и от степени ориентации. Релаксационные процессы в ориентированном полимере в первом приближении можно рассматривать как суперпозицию их в полностью изотропном и полностью ориентированном образцах. При таком подходе можно использовать методы релаксационной спектрометрии для определения степени ориентации. Очень удобным является акустический метод, позволяющий определить ряд структурных характеристик ориентированных полимеров [55] и непосредственно дающий коэффициент ориентации в виде [c.205]

Механизм процесса роста и смыкания микротрещин в ориентированных полимерах основан на молекулярной модели микротрещины (рис. VI. 17). Разрыв связей в вершине трещины, независимо от типа связей, происходит с переходом потенциальной энергии через барьер и (рис. VI. 18). Обратный процесс — рекомбинация связей — сопровождается переходом через барьер V. Эта схема для удобства последующего изложения приведена для микротрещины в разгружаемом образце (о = 0). [c.210]

Для одноосного растяжения в направлении ориентации идеального ориентированного полимера Сяо получил зависимость долговечности от приложенного напряжения (рис. VI. 21). В области не слишком малых и не слишком больших напряжений зависимость, изображенная на рис. VI. 21, вполне может быть представлена экспоненциальной формулой (VI. 16). При малых напряжениях прямые загибаются вверх, что соответствует наличию безопасного напряжения, ранее предсказанного теорией Бартенева. [c.215]

Кристаллические полимеры могут быть как в неориентированном, так и в ориентированном состоянии. К неориентированным кристаллическим полимерам относятся, например, полиолефины ПЭ и ПП. Для имеющихся в них сферолитов характерны складчатые кристаллиты. При этом сферолиты состоят из отдельных лучей, перпендикулярно которым располагаются складки из макромолекул. Модель такого полимера представляет собой сочетание кристаллической и некристаллической частей, а также областей перехода между ними. Например, у полиэтилена обычно бывает до 10—15% аморфной фазы. После плавления кристаллитов в таком полимере остаются упорядоченные области, играющие роль наполнителя. Таким образом, частично-кристаллический полимер напоминает систему из некристаллического полимера с наполнителем , между которыми имеются переходные слои. Ориентированными кристаллическими полимерами являются полимерные волокна. Для ориентированных полимеров разной степени кристалличности характерно наличие микрофибрилл. [c.23]

В предыдущих параграфах были подробно изложены более илп менее устоявшиеся подходы к изучению аморфных и кристаллических ориентированных полимеров в частности, были затронуты проблемы структурной механики, касающиеся механизмов разрушения полимеров в ориентированном состоянии. Однако исследования в этой области продолжают интенсивно развиваться, и новые экспериментальные данные заставляют изменить некоторые точки зрения. Поэтому представляется целесообразным дать краткий очерк состояния физики ориентированных полимеров к середине 1975 г. с указанием основных теоретических идей и практических тенденций. [c.216]

Такой метод получения ориентированных полимеров соответствует скорее сборке (из заготовок — доменов), нежели прямому генерированию нужно лишь убрать растворитель и обеспечить превращение жидкого монокристалла в обычное закристаллизованное волокно достигается это достаточно просто. [c.218]

Поэтому зависимость Гпл от прилагаемого напряжения имеет вид, изображенный на рис. VI. 24, а. Зависимость эта имеет немонотонный характер, если макромолекулы претерпевают конформационный переход типа спираль — клубок, в результате которого их гибкость увеличивается (рис. VI. 24, б). Напротив, в силу причин, которые должны быть читателю очевидны, при растяжении ориентированного полимера в направлении, перпендикулярном оси ориентации, 7пл убывает с напряжением, как это показано на рис. VI. 24, в. [c.225]

Очень эффектны аналогичные опыты с торможением растворения даже умеренно ориентированных полимеров. Например, волокно из поливинилового спирта, к которому подвешен груз, не растворяется, будучи опущенным в кипящую воду. Но достаточно перерезать волокно, т. е. убрать нагрузку, и оно мгновенно растворяется. [c.226]

Теоретическая прочность существенно зависит от структуры полимера и, в частности, от степени молекулярной ориентации. Для предельно ориентированного полимера при малых молекулярных массах, когда разрушение идет не за счет разрыва химических связей, а путем относительного сдвига полимерных цепей и преодоления межмолекулярных сил, теоретическая прочность зависит от молекулярной массы. При больших молекулярных мас сах разрушение происходит путем разрыва полимерных цепей. Расчеты прочности последних сделаны пока для полиэтилена и капрона [5]. Для этих полимеров в предельно ориентированном состоянии теоретические прочности в направлении ориентации соответственно равны 3,52-Ю и 3,00-10 МН/м2, а в поперечном направлении — 0,26-10 МН/м (для капрона). [c.282]

Ориентированные полимеры (волокна) 500—1000 100—300 [c.283]

Разрыв макромолекул в напряженном ориентированном полимере приводит к рассеиванию упругой энергии концевых участков макромолекул, которые могут содержать до десятков несущих связей. Следует отметить также, что образованная при разрыве связей поверхность полимера включает в себя появившиеся свободные радикалы, обладающие дополнительной энергией. Высказывается предположение об активирующем влиянии свободных радикалов на процесс роста трещины за счет их химической активности [61]. [c.292]

Определенная информация в отношении вида /(г])) и связи между молекулярным напряжением и макроскопическим напряжением а была получена Журковым, Веттегренем и др. [32, 37]. Эти авторы изучали влияние макроскопического напряжения а на инфракрасное поглощение ориентированных полимеров. Частоты скелетных колебаний молекул полимеров указывают на влияние внешних осевых усилий на молекулярные силовые константы связи. Поэтому сдвиг и изменение формы подходящих полос инфракрасного поглощения должны выявить интенсивность и распределение реальных молекулярных напряжений я 1. Эксперименты, выполненные на ПП и ПА-6, показали, что для напряженного образца максимум нсследованной полосы поглощения незначительно уменьшается и сдвигается в сторону более низких частот [32, 37]. Кроме того, появляется низкочастотный хвост полосы поглощения. В соответствии с существующими структурными моделями авторы объясняют свои результаты, приписывая сдвинутую симметричную часть полосы поглощения кристаллической части образца, а низкочастотный хвост — аморфной фазе. Сдвиг симметричной части полосы поглощения Дvs оказывается линейным относительно макроскопического напряжения во всех выполненных экспериментах [c.151]

Основные механизмы взаимоусиливающего действия нагрузки и ультрафиолетового облучения можно рассмотреть с учетом немногочисленных имеющихся данных. Одновременное, воздействие растягивающей нагрузки и ультрафиолетового облучения на ориентированные полимеры явно ускоряет процесс образования свободных радикалов и (или) микро- и макро- [c.320]

Кристаллические полимеры легко подвергаются ориентации при растяжеггии. Рентгенограмма ориентированного полимера показывает, что с повышением степени кристалличности такой полимер становится прочнее и тверже. Стереорегулярпые полимеры простых виниловых эфиров менее растворимы по сравнению е аморфными. Они нерастворимы в бута ноле и метилвинилкетоне. тогда как аморфные полимеры растворяются в этих жидкостях. [c.296]

Переработку полимера в изделия можно проводить методом прессования, литья под давлением, стержневого прессования. Предварительное ориентирование полимера для повышения прочности изделий несколько усложняет проиесс подготовки его к формованию. Подготовка заключается в нагревании полимера до 200—260 и продавливании в нагретом состоянии через капилляры. [c.391]

Представления о сеточном строении линейных аморфных полимеров позволяют объяснить особенности диаграмм изометрического нагрева. При нагревании в полимере протекают два конкурирующих процесса, один из них ответственен за повышение напряжений, другой—за их релаксацию. Первый процесс связан с обычной кинетической упругостью, а второй — с распадом молекулярной сетки. В ориентированном полимере возникают силы, стремящиеся вернуть образец в первоначальное неориентированное состояние. Этому препятствует вандерваальсово взаимодействие между макромолекулами. При сравнительно низких температурах [c.192]

В настоящее время можно считать твердо установленным микрогетерогенное строение ориентированных аморфно-кристаллических полимеров. С помощью рентгенографии под малыми углами установлено закономерное чередование вдоль оси ориентации участков с различной плотностью (так называемые большие периоды). Рентгенография под большими углами показывает, что в более плотных участках макромолекулы уложены в кристаллическую решетку, а в менее плотных такой упорядоченности в расположении макромолекул нет. Большие периоды были впервые обнаружены Гессом и Киссигом по наблюдению рентгеновских Неридиональных слоевых рефлексов в области малоугловой дифракции. Согласно их представлениям, в ориентированном полимере чередуются кристаллические области, разделенные аморф-, ными участками. При этом, период чередования оказывается равным экспериментально наблюдаемому большому периоду. Одна и та же макромолекула поочередно проходит через несколько кристаллических и аморфных участков. [c.198]

Бонаром и Хоземаном предложена одна из возможных схем строения ориентированных кристаллических полимеров (рис. VI 10). Согласно этой модели часть молекул на границе кристалла с аморфной областью сворачивается на себя и возвращается в кристалл, образуя складки. Подобных представлений о строении ориентированных полимеров придерживаются также Келлер, Флори, Петерлин и Скульо, считающие, что надмолекулярная структура ориентированных кристаллических полимеров представляет собой [c.198]

Как по первой модели (формула VI. 10), так и по второй [формулы (VI. 13) и (VI. 14)] коэффициент перегрузки уменьшается с увеличением степени ориентации, характеризуемой соз 0, т. е. в ориентированном полимере внешняя нагрузка распределяется более равномерно по цепям (это как раз и приводит к увеличению прочности полимера). Однако на опыте получена значительно более сильная зависимость Р1 от соз2 0, чем это следует из модели упругого континуума. Вторая модель лучше объясняет зависимость коэффициента перегрузки капрона от ориентации [16, с. 278]. [c.205]

Природа температурной зависимости деформации и прочности как для неориентированных, так и для ориентированных полимеров одинакова она сводится к флуктуационному разрыву химических связей [17, с. 57]. [c.209]

Насколько высоки резервы прочности ориентированных полимеров, вндно из того, что на практике наибольшая прочность, достигнутая при ориентационной вытяжке капроновых волокон, равна 1—1 ,510 МН/м , что в 20—30 раз ниже теоретической прочности. Наибольшая прочность вдоль оси ориентации 0,36-10 МН/м получена для образцов игольчатых монокристаллов полпоксиме-тилена. [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология