химический каталог




Физика полимеров

Автор Г.М.Бартенев, С.Я.Френкель

о в критических условиях появляются дальние корреляции между частями системы, то в полимерах только самые мелкомасштабные движения типа упругих колебаний атомов и вращение небольших боковых групп могут происходить, затрагивая лишь ближайшее окружение, более же значительные перемещения всегда происходят кооперативно.

Отсюда сразу же следуют не только большие времена, требующиеся для перестройки структуры, но и их сильная температурная зависимость. Действительно, время жизни определенного структурного элемента (обозначим его т;) зависит от температуры в соответствии с законом Больцмана — Аррениуса:

х. = В. exp (EJkT), (2)

где Bi — некоторое характерное для i-го структона время; ЈV — энергия активации процесса.

Значения и Bi, и Ei тем больше, чем больший размер имеет структон. Если, например, Ei ж 120 кДж/моль, а именно такие значения энергии активации имеют процессы перестройки в аморфных полимерах, приводящие к изменению их состояния, то при понижении или повышении температуры от комнатной на 30 К скорости релаксационных процессов уменьшатся или увеличатся более чем в 100 раз. Так, если и при комнатной температуре процесс перестройки структуры полимера занимал 1 с, то при 243 К тот же процесс потребует многих суток, т. е. практически не будет идти, и структура полимера заморозится его состояние окажется метастабильным.

Приведенное рассуждение качественно объясняет уже отмечавшееся важнейшее свойство полимеров — возможность их существования при одних и тех же условиях в течение длительного времени в метастабильных состояниях, кардинально различающихся по структуре, а следовательно, и свойствам. Теперь мы можем ответить и на вопрос, при каких температурах это возможно, а именно: при температурах ниже той, при которой время, требующееся для перестройки структуры, становится больше времени воздействия на полимер.

Зависимость реакции полимера от времени воздействия на него или скорости изменения внешних условий потребовала в дополнение к принятой в физике классификации состояний по характеру структуры (фазовые состояния) и способности сохранять объем и форму (агрегатные состояния) введения еще понятия релаксационное состояние, причем для аморфных полимеров определяют 3 таких состояния:

стеклообразное (механически твердое, но структурно-жидкое) ;

высокоэластическое (характеризуемое огромными обратимыми деформациями, обусловленными разворачиванием цепей без проскальзывания);

вязкотекучее (и механически, и структурно жидкое, в котором макромолекулы как целое могут перемещаться друг относительно друга).

Рис. 7. Зависимость гиббсовои энергии полимера от температуры при различных скоростях ее изменения:

/—равновесная кристаллизация ?(плавление) при очень медленном изменении температуры; 2—быстрое охлаждение; 3—охлаждение с промежуточной скоростью; 3'— ?быстрое нагревание; 3" — медленное нагревание; 2\ — температура плавления идеального кристаллического полимера; Г5. 7»— температуры плавления крнс-талло-аморфиого полимера при быстром и медленном нагревании; ГСт — температура стеклования

Переходы между перечисленными состояниями называют релаксационными. Температуры их существенно зависят от скорости воздействия на полимер. Например, температура стеклования, при которой тело теряет способность к большим деформациям (переходит из высокоэластического в стеклообразное состояние) зависит от скорости деформации полимера (или иного воздействия на него) и может смещаться на десятки градусов.

Подробно вопрос о связи фазово-агрегатных и релаксационных состояний мы рассмотрим в гл. XIII, здесь же отметим только, что релаксационные состояния можно было бы ввести и для обычных веществ. Хрестоматийными примерами стали хрупкое разрушение струи жидкости при попадании в нее пули (очень быстрое воздействие) или даже «удар о разреженную атмосферу», используемый в космонавтике. Но такие эффекты в низкомолекулярных веществах все-таки «экзотика», а при исследовании и эксплуатации полимеров подобные явления приходится прин

страница 16
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224

Скачать книгу "Физика полимеров" (3.14Mb)


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

 

 

Реклама
участок в деревне новая рига у воды
удаление вмятины двери без покраски
руки вверх ижевск 2017
обслуживание свадеб машиной

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
(17.08.2017)