химический каталог




Компьютерное материаловедение полимеров

Автор А.А.Аскадский, В.И.Кондращенко

ческого напряжения. Этот переход и его температура связаны только с химическим строением полимера и точка стеклования зависит только от скорости нагревания и охлаждения. Механическое стеклование связано с быстрым механическим воздействием на полимер и его поведением как твердого тела при быстром действии механической силы. Когда на полимерный материал действует механическая сила и одновременно изменяется температура, механическое стеклование может наступить при гораздо более низких температурах, чем структурное стеклование.

Помимо дилатометрического метода определения температуры стеклования получили распространение и другие методы, например, калориметрический. В этом случае измеряется теплоемкость Ср полимерного тела при изменении температуры, причем зависимость Ср от Т имеет характерный вид (рис.ЗЗ).В области стеклообразного состояния теплоемкость слабо увеличивается с ростом температуры, но при достижении Tg наблюдается скачок теплоемкости в сторону ее увеличения. После прохождения переходной зоны теплоемкость вновь увеличивается весьма слабо с ростом температуры.

Наибольшее распространение, по-видимому, получил динамический механический анализ, согласно которому измеряются температурные зависимости действительной Е' и мнимой Е" частей комплексного модуля упругости Е* = Е' + /Е", а также тангенса угла механических потерь tgSrv = Е'ТЕ' (рис.34). Температурная зависимость tg5E обнаруживает несколько максимумов, из которых наиболее интенсивный (и высокотемпературный) связан с переходом из стеклообразного состояния в высокоэластическое.

112

Глава IV

Температура стеклования полимеров

113

Т

Аналогичным образом вы глядит температурная зависимость тангенсаугла диэлектрических потерь tg5c = e"/s', где е" и е' - действительная и мнимая части комплексной диэлектрической проницаемости 6*= е.' + /б"(рис.35).

Наконец, температура стеклования может быть определена по резкому увеличению коэффициента диффузии. Не останавливаясь подробно на этих методах экспериментального определения Tg, отошлем читателя к специальной литературе |5, 51, 124).

IV.2. Механизм стеклования

Механизм процесса стеклования изучается на протяжении многих лет, но единой точки зрения о механизме застекловывания не существует. Поэтому рассмотрим основные общепринятые точки зрения относительно этого механизма. Заметим, что эти точки зрения не противоречат друг другу.

Рассмотрим в первую очередь концепцию о релаксационном механизме процесса застекловывания, которую выдвинули А.П.Алсксандров, Ю.С.Ла-зуркин, П.П.Кобеко, Г.И.Гурсвич. Предварительно еще раз заметим, что перс-ход в стеклообразное состояние и обратный переход в высокоэластическос состояние не являются фазовыми переходами первого или второго рода (напомним, что, согласно определению Эренфеста, фазовым переходом первого рода называется такой переход, при котором термодинамические функции имеют резкий скачок при температуре перехода, а производная температурной зависимости термодинамической функции имеет разрыв. Фазовым переходом второго рода называется такой переход, при котором температурные зависимости термодинамических функций при температуре перехода изменяются плавно, а разрыв имеют лишь вторые производные этих функций).

Внешне некоторые температурные зависимости термодинамических функций в случае полимеров выглядят так, как это характерно для перехода второго рода Например, температурная зависимость удельного объема (дилатометрическая кривая) имеет излом при температуре стеклования, по которому, собственно, и определяется эта температура (см. рис.13). Однако это сходство является чисто внешним, ибо рассматриваемый переход не связан с появлением новой фазы, как в случае плавления или кристаллизации из расплава, а является переходом из одного физического состояния в другое при сохранении единой жидкой фазы. Таким образом, твердое стекло по фазовому состоянию представляет собой жидкость, так же как эластомер и текущий полимер. Они различаются между собой лишь по агрегатному состоянию, представляя единую жидкую фазу.

Теперь перейдем к рассмотрению релаксационного механизма застекловывания Описание этого механизма начнем с низкомолекулярных веществ. Каждая молекула такого вещества занимает определенное положение в пространстве и совершает колебательные движения вследствие тепловых флуктуации, т.е. в результате превышения температуры данной точки пространства над средней температурой. Чтобы перейти в другое положение в пространстве, необходимо затратить какую-то энергию. Пусть кинетическая единица (атом или молекула) находится в таком положении, когда ее потенциальная энергия минимальна Этот случай, показанный на рис.36, соответствует устойчивому равновесию. Для того, чтобы перевести кинетическую едини114

Глава IV

Температура стеклования полимеров

115

между ее концами h будет равно полной длине макромолекулы. Вероятность существования такой конформаций чрезвычайно мала, поскольку она всего лишь одна. Если же взять цепь свернутую (см. рис.37,6), то при одном

страница 28
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141

Скачать книгу "Компьютерное материаловедение полимеров" (8.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
кресло престиж гольф
Компания Ренессанс лестница наружная к дому - доставка, монтаж.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)