Термомеханические кривые полимерных

Рис. 1.1. Термомеханические кривые полимерных те

Наконец, если некристаллический полимер является сеточным (или пространственно-сшитым) эластомером, то он характеризуется термомеханической кривой типа 2. Узлы пространственной сетки препятствуют относительному перемещению полимерных цепей. Поэтому при высоких температурах вязкое течение не наступает и эластомер не замечает температуры Гф.т. Температурная область высокой эластичности расширяется, и ее верхней границей становится граница химического разложения полимера. Такими деформационными свойствами обладают и сеточные полимерные материалы типа резин, которые необычны по сочетанию ряда свойств. Они способны восстанавливать свою форму после разгрузки, как и упругие твердые тела, но по другим свойствам близки к жидкостям и газам. Так, низкомолекулярные жидкости и резины по структуре — некристаллические тела. Их коэффициенты теплового расширения и сжимаемости близки между собой, но намного больше (на один-два порядка), чем у низкомолекулярных твердых тел. Коэффициенты их объемного термического расширения равны 3,6-10- К для газов, (Зч-5) 10 К для металлов, а для жидкостей и резины они имеют промежуточные значения и практически совпадают между собой и близки к (ЗЧ-б) 10 К . Коэффициенты сжимаемости равны 10 МПа- для воздуха при давлении 0,1 МПа (1 атм), 10 Па для металлов, а для жидкостей и резин они близки и на два десятичных порядка отличаются от металлов (10 3 МПа- ). [c.33]

Термомеханические кривые полимерных серы и селена и их многочисленных сополимеров не отличаются от кривых обычных органических и неорганических каучуков. При растяжении неорганические каучуки серы, селена и полифосфонитрилхлорида кристаллизуются. [c.81]

Характер термомеханических кривых зависит не только от природы полимера, но и от его молекулярной массы, т. е. от числа звеньев в макромолекуле. Зависимости деформации от температуры для линейного полимера с различным числом звеньев в цепи не идентичны (рис. 29.5). Как видно, температура стеклования почти не зависит от общей длины цепи. Это можно объяснить тем, что в процессе нагревания Тс соответствует появлению вращательного движения звеньев цепи, но почти не связана с межцепными взаимодействиями. Температура текучести Гт, отвечающая началу движения полимерных цепей, оказывается в сильной зависимости от длины цепи. При числе звеньев в цепи около 100 Гт практически совпа- [c.464]

Этот прибор можно применять для установления оптимального режима отверждения покрытий, времени полного высыхания, а также для снятия термомеханических кривых полимерных пленкообразующих. [c.495]

Аналогичная картина наблюдается в характере термомеханических кривых полимерного связуюш,его ВФТ. [c.42]

Термомеханические свойства отражают деформационное поведение образца полимерного материала, нагруженного постоянным по величине напряжением, в условиях изменяющейся температуры. Полученные количественные зависимости выражаются графиками, построенными в координатах температура-деформация. Здесь тем-пература, изменяющаяся с определенной заданной скоростью, является аргументом, а деформация — функцией. Такие графические зависимости называются термомеханическими кривыми (ТМК), а метод их получения — термомеханическим анализом. [c.122]

Горизонтальная площадка на термомеханической кривой обусловлена способностью полимерных цепей к конформационным переходам и появляется лишь тогда, когда молекула приобретает гибкость. В промежутке между Тс и полимерный материал способен к высокоэластическим деформациям подобно каучуку. Это - температурная область высокоэластичности. [c.132]

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]

Так, универсальный прибор для механических испытаний полимерных материалов разработан В. И. Павловым и М. Т. Стадниковым [6]. Этот прибор позволяет проводить измерения диаграмм растяжения и сжатия (зависимостей напряжения от деформации), кривых релаксации напряжения и ползучести (зависимостей напряжения или деформации от времени), термомеханических кривых (зависимостей деформации от температуры), диаграмм изометрического нагрева (зависимостей напряжения от температуры при постоянной деформации), а также ряд других измерений. Особенностью прибора помимо высокой чувствительности и жесткости динамометрической системы является возможность проведения на нем ряда последовательных испытаний на одном и том же образце. [c.25]

При этом особый интерес представляют два наиболее простых случая релаксационное поведение полимерного тела подчиняется уравнению Максвелла (термомеханическая кривая описывает переход из твердого состояния в вязкотекучее) релаксационное поведение [c.69]

Тогда в приближенной форме уравнения термомеханических кривых, описывающих переход полимерного тела из твердого в вязкотекучее состояние при режимах нагрева (1У.1) и (IV.2), соответственно имеют вид [c.71]

Следует отметить, что в рассмотренном случае прочная структура привитого слоя образована в результате непосредственной полимеризации акрилнитрила — мономера, не растворяющего свой полимер и дающего вследствие этого в обычных случаях полимеризации полимер или в виде порошка, или в виде молекулярного раствора (при проведении полимеризации в растворах). Газофазным методом были получены прочные структуры и при полимеризации ряда других мономеров, с трудом поддающихся полимеризации при других методах инициирования и дающих полимерные продукты лишь крайне низкого молекулярного веса. В качестве примеров на рис. 3 и 4 приведены термомеханические кривые, относящиеся к привитым образцам, полученным при полимеризации фенилацетилена и пропаргилового спирта на полиамидном волокне. [c.547]

Высокоэластическое состояние. Попробуем теперь объяснить причины такой сложной зависимости деформации полимеров от температуры, а также механизм этих процессов. Для этого сопоставим термомеханические кривые для низкомолекулярных (рис. 29) и полимерных систем (рис. 30). [c.74]

Изучение термомеханических кривых и изменение концентрации поперечных связей [1 ] у образцов смесей каучук — пластик при облучении показало наличие их совулканизации, т. е. образование трехмерной структуры за счет взаимодействия полимерных радикалов, образующихся при облучении каучука, полиэтилена или полистирола (табл. 1). [c.322]

Следует отметить, что температуры разложения, определенные из термомеханических кривых, для всех исследованных сополимеров имеют достаточно близкие значения (табл. 26). У сополимеров, отвержденных радиационным и термохимическим способами, они практически совпадают несмотря на различные значения теплостойкости по Вика. Эта особенность вытекает из существа методик температурных испытаний. При определении теплостойкости по Вика образец полимера подвергается большим сдвиговым напряжениям при подъеме температуры. Деформация образца в этом случае происходит, в основном, как результат сдвига и конформационных превращений полимерных блоков, цепей и сегментов. Отсюда понятна зависимость этого параметра от микро- и макроструктуры пространственного сополимера и определяющего ее способа сополимеризации. [c.174]

Термомеханические кривые снимаются при сравнительно малых нагрузках на испытываемый образец. Деформация в таких условиях наступает, по-видимому, вследствие деструкции сложной эфирной связи олигомерных молекул, что подтверждается близкими значениями температур разложения, определенных по термомеханическим и термогравиметрическим кривым. В этом случае структура полимерной сетки сказывается в меньшей степени, чем строение основных полимерных цепей. [c.175]

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]

Представляют интерес также такие характеристики, как температуры стеклования, размягчения и вязкого течения, которые во многом зависят от внутренней подвижности полимерных цепей, что в свою очередь предопределяет их эластичность. На рис. 3 приведены кривые зависимости Тс от степени сетчатости эластомеров, а на рис. 4 —термомеханические кривые. [c.151]

Рассмотрение температурной обратимости и термомеханических кривых студнеобразных систем подвело нас к разделению полимерных студней на две основные группы полимерные студни первого типа, представляющие собой набухшие сшитые полимеры с молекулярной пространственной сеткой, и полимерные студни второго типа, у которых пространственный остов имеет не молекулярный, а фазовый характер (высококонцентрированная фаза, возникающая при распаде однофазного исходного раствора на две сосуществующие фазы). В последующих главах будут подробно рассмотрены условия образования и свойства студней обеих групп. Здесь же по соображениям чисто классификационного характера кратко опишем лишь основные особенности каждой из этих групп полимерных студней. [c.24]

Ранее было отмечено, что реакция трехмерной поликонденсации на глубоких стадиях аналогична поликонденсации в твердой фазе и, следовательно, может лимитироваться диффузией функциональных групп, закрепленных на сегментах полимерной цепи. Это предположение для случая трехмерной поликонденсации на глубоких стадиях подтвердилось в работе , а также при исследовании по термомеханическим кривым процессов отверждения феноло-формальдегидных смол . Авторы нашли, что при введении пластификатора (5% дибутилфталата) скорость отверждения сильно увеличивается за счет возрастания подвижности функциональных групп. [c.270]

Литьевая машина с объемом впрыска 16—125 см . Форма (см. рис. 1) для отливки лопаток с разным расположением литников. Термопары до 200 °С (2 шт.). Бюксы (3 шт.). Аналитические весы, приспособленные для гидростатического взвешивания. Приспособление для определения сыпучести гранул. Набор оборудования и приборов для определения плотности полимерных материалов (см. Приложение 9). Прибор для снятия термомеханических кривых, (весы Каргина, прибор Вика, ПТП-1 или ИФП) — см. Приложение 5. Капиллярные вискозиметры ИИРТ или АКВ-5 (3 шт.). Разрывная машина с усилием не менее 500 кгс. Обратные траверзы к разрывной машине для подвешивания капиллярного вискозиметра с постоянной скоростью сдвига. Секундомер. Ультратермостат жидкостной до 100 °С. Хромель-копелевая термопара с гальванометром. Термометр до 100 °С. Штангенциркуль с точностью 0,05 мм. Приспособление для определения температуры расплава полимера. [c.25]

Если ставится задача сравнить полимерные материалы по Тс, т. е. сравнить их теплостойкость или морозостойкость, термомеханическая кривая должна для всех сравниваемых материалов сниматься при нормированной постоянной скорости нагревания (например, 2° С в мин) и постоянной нагрузке на нормированный по поперечному сечению образец (а при циклической нагрузке — также и при постоянной частоте импульсов). [c.15]

Если ставится задача определить в условиях эксплуатации изделия из полимерного материала, термомеханическая кривая снимается по наиболее неблагоприятным параметрам эксплуатации. Для разъяснения второго заключения рассмотрим два примера [c.16]

Решение вопроса было недавно найдено в изменении режимов термомеханических испытаний, заключающемся в использовании больших механических сил для осуществления деформации [11]. Тогда все приведенные ранее три типа термомеханических кривых дополняются переходом из стеклообразного в высокоэластическое состояние, обнаруживая тем самым существование точки стеклования в кристаллических полимерах (пунктирные кривые а, б, в на рис. 38). Возможность же перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние однозначно характеризует полимерную природу вещества. [c.185]

Термомеханические кривые полимерных материалов в общем случае позволкют охарактеризовать поведение материала в широком интервале температур -от температуры стеклования до температуры начала интенсивного химического разложения, установить степень влияния механических напряжений на каждый [c.155]

За изменением свойств полимерного материала при нагревании или охлаждении можно наблюдать по изменению как а так и е,. Зависимость е = / (7) при ст = onst получила название термомеханической кривой, а ст =/(7) при е = onst - кривой изометрического нагрева. [c.131]

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]

Наконец, если некристаллический полимер является макросет-чатым, то он характеризуется термомеханической кривой 2. Узлы сетки препятствуют относительному перемещению полимерных цепей. Поэтому при высоких температурах вязкого течения не наступает, температурная область высокоэластического состояния расширяется, и сверху она ограничивается только температурой химического разложения полимера. Такими свойствами обладают, в частности, полимерные материалы типа резин. [c.104]

Термомеханическая кривая свежесформованного вискозного волокна приведена на рис. 7.52. Для ее построения изменяли вытяжку волокна между галетами от 40 до 95% при температурах от 30 до 150 °С и замеряли возникающее при этом напряжение. Температура выше 100 °С достигалась путем прогрева насыщенным паром при давлении до 0,5 МПа. Построив кривые напряжение — деформация для разных температур, определяли деформацию при одном заданном напряжении 6,05 сН/текс и строили ее зависимость от температуры. Полученная таким образом термомеханическая кривая (рис. 7.52) является типичной для полимерных материалов. Она состоит из трех четко выраженных участков. Уча- [c.230]

Полимерные материалы отличаются от других веществ необычайно сильной зависимостью деформационных свойств от температуры. Упомянутая выше температура стеклования является одной из характеристик этой особенности полимеров. Ниже этой температуры полимер теряет способность к большим обратимым деформациям. Более полной характеристикой является термомеханическая кривая — графическое представление зависимости деформации от температуры при постоянном напряжении. Величина деформации при температуре стеклования является одной из точек этой кривой. Другая характерная температура термомехани- [c.815]

На рис. 203 показаны термомеханические кривые исходных полимеров и продуктов их механической переработки для системы натуральный каучук—новолачная и эпоксидная смолы. Из рисунка следует, что свойства сополимеров определяются соотношением и свойствами взятых полимерных компонентов. В подобных механосополимерах не только можно сочетать термомеханические свойства взятых компонентов, но и сохранить, например, в каждом из них способность структурироваться по свойственному его механизму, растворимость в растворителях, типичных для каждого из компонентов, и т. д. [c.240]

Существование в полимерных стеклах молекулярной сетки и физических узлов отмечалось уже в одной из первых работ Кувшинского и Сидоровича [7.16] в этом направлении. Авторы обнаружили, что температурная область вязкотекучести на термомеханической кривой ПС и ПММА (выше температуры текучести) в действительности таковой не является, и образцы после разгрузки полностью возвращаются к исходной длине. Это явление может быть понято, если допустить существование разных типов физических узлов. Подъем термомеханической кривой в конце плато объясняется распадом части наиболее слабых физических узлов при сохранения более прочных, кото- [c.200]

В то же время содержание книги показывает, что конформационная статистика обычных макромолекул и теория лереходов спираль — клубок в молекулах биополимеров находятся в настоящее время на разных стадиях своего развития. Природа гибкости макромолекул качественно может быть понята без использования представления о макромолекуле как о линейной кооперативной системе. Поэтому развитию. современной конформационной статистики обычных макромолекул, изложенной в книге, предшествовало качественное объяснен е гибкости полимерных цепей, основывающееся на существовании внутреннего вращения звеньев в макромолекуле. Статистическая физика линейных кооперативных систем понадобилась лишь для решения следующей очередной задачи теории, а именно для перевода представлений о гибкости макромолекул на количественный язык. Эта задача включала в себя, с одной стороны, установление связи между параметрами, характеризующими гибкость цепей, и их наблюдаемыми свойствами (размеры, дипольные моменты, термомеханические кривые и т. д.), а с другой — прямое вычисление параметров гибкости на основе имеющихся у нас сведений о потенциалах взаимодействия валентно не связанных атомов и атомных групп. Обе этих задачи в основ- [c.384]

Структурные различия сополимеров с ДВП и ДВБ отчетливо проявляются также на термомеханических кривых. Меньшая деформируемость и более высокая температура стеклования сополимеров с ДВП соответствует большей степени структурирования сополимера (ири одинаковой номинальной степени сшивания). Поскольку в ИК-спектрах обоих образцов отсутствуют полосы поглощения свободных двойных связей, то наблюдаемый эффект можно связать с усилением внутри- и межцеиного взаимодействия в фазе анионита, сшитого ДВП [49]. Результатом уменьшения гибкости полимерной матрицы в случае ДВП является снижение показателей кислотно-основных и особенно координационных свойств моно- и бифункциональных анионитов винилпиридинового ряда, уменьшение равномерности распределения ионов металла (максимальные значения коэффициента вариации). Различие в координационной активности анионитов, полученных с применением технического ДВБ и ДВП, столь велико, что может быть зафиксировано не только спектральными и сорбционными методами, но и визуально. Анионит АН-25, сшитый ДВП, практически не обладает комплексообразующими свойствами. [c.184]

Термомеханические свойства — температуры стеклования Тс и текучести Гт смесей определяли с помощью прибора порошковой термомеханики с автоматической записью зависимости деформация — температура при скорости нагрева 2—4°С/мин [7]. Полимерные образцы предварительно прессовали в течение часа под нагрузкой 120 кг/см . Термомеханические кривые — зависимости относительной деформации от температуры снимали при нагрузке 12 кг/см1 Вязкость расплава с-месей полимеров определяли с помощью автоматического капиллярного вискозиметра АКВ-2 [8]. [c.64]

В стандартном методе определения теплостойкости полимерных материалов по Мартенсу отмечается температура, при которой под действием стандартной нагрузки стрела прогиба образца стандартных размеров, закрепленного как консольная балка, достигает определенной величины или образец ломается. Эта температура соответствует точке перегиба термомеханической кривой при заданной скорости нагревания. Если этот образец при той же стандартной нагрузке наблюдать при меньшей скорости нагревания и в течение более длительного промежутка времени, можно обнаружить явление ползучести. Это значит, что при новых условиях испытания точка перегиба термомеханической кривой будет соответствовать более низкой температуре. Таким образом, в первом примере положение точки Тс должно определяться при частоте воздействия внешней силы 100 периодов в 1 сек, что соответствует наиболее распространенным условиям эксплуатации автомобильных шин в зилшее время. Во втором примере положение точки Т следует определять при постоянной внешней силе за заданный промежуток времени и очень малой скорости нагревания. Это будет соответствовать службе полимерного материала при действии долговременной статической нагрузки. [c.16]

Влияние температуры на прочностные и деформацнонные свойства. Расчетные температуры. Независимо от конкретной температуры эксплуатации полимерных материалов расчетной является величина материала, поскольку она определяет телшературу морозостойкости эластичных материалов и телшературу теплостойкости твердых материалов. Величина определяется по термомеханической кривой (рис. 1), снятой [c.196]

Дальнейшее увеличение количества каучука приводит к расслоению системы, в которой каждый из компонентов имеет свою собственную температуру стеклования. На термомеханической кривой смеси возникают два перегиба, по которым можно определить две температуры перехода полимеров из стеклообразного в высокоэластическое состояние (/ 1, ГПриведенный выше пример поведения системы из двух полимерных компонентов, из которых один является пластификатором по отношению к другому, характеризует случай ограниченной совместимости полимеров. При неограниченной совместимости высокомолекулярного пластификатора с пластифицируемым полимером прямая зависимость уменьшения смеси от количества введенного пластификатора сохраняется так же, как и при молекулярной нластификации полимера низкомолекулярными пластификаторами. [c.289]

Из неорганических промышленных отвердителей наибольшей активностью обладают диоксид свинца и бихромат натрия, диоксид марганца является более мягким окислителем (рис. 33). Высокая скорость отверждения может стать причиной значительной дефектности полимерной сетки. Средняя степень превращения HS-rpynn олигомера в гель-точке изменяется в зависимости от активности отвердителя от 20 до 647о от теоретически рассчитанной [169]. Такое же влияние на плотность полимерной сетки оказывает повышение температуры вулканизации, сильно ускоряющее процесс отверждения. Поэтому герметики, отвержденные при 100—140 °С, имеют более низкую термостойкость, чем полученные при комнатной температуре. Объяснять это разрушением солевых связей, как например в работе [170], вряд ли правильно, поскольку эти связи, разрушаясь при высокой температуре, неизменно восстанавливаются при ее понижении. Кроме того, при наличии плотной химической сетки наличие или отсутствие донорно-акцепторных взаимодействий внесет лишь определенный вклад в содержание эффективных цепей сетки и существенно не скажется на термостойкости вулканизатов. Приведенные в работе [171] термомеханические кривые показывают, что в вулканизатах, полученных при повышенных температурах, плато высокоэластичности короче, а относительная высокоэластическая деформация вулканизатов значительно больше, чем у вулканизатов, отвержденных при 20 °С, т. е. первые менее структурированы, чем вторые. [c.70]