химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

емп-pax развитие высокоэластич. деформации происходит за доли секунды. Эту область называют иногда плато высокоэластичности. Растяжение полимера в высокоэластич. состоянии носит существенно нелинейный характер и при больших деформациях сопровождается ориентацией макромолекул, к-рая может приводить к обратимой кристаллизации. При больших деформациях проявляется существенное различие в поведении линейных и пространственных (сшитых) полимеров. Если деформация сшитых полимеров обратима, то у линейных полимеров развитие высокоэластич. деформации сопровождается также развитием необратимых деформаций.

В вязкотекучем состоянии доминирующим является вязкое течение, осуществляемое в результате необратимого перемещения целых макромолекул или даже агрегатов макромолекул. Особенностью течения полимерных тел является то, что одновременно с ним развивается обратимая высокоэластич. деформация. Это приводит к ряду специфич. эффектов, в частности к разбуханию струи, вытекающей из трубы (высокоэластическое восстановление), Вайссенберга эффекту и др. Для полимеров в вязкотекучем состоянии характерно также явление тиксотропии — обратимое разрушение структуры в процессе течения, приводящее к падению вязкости.

К свойствам полимеров в вязкотекучем состоянии близки свойства конц. р-ров полимеров (см. Вязкотеку-чее состояние). М. с. разб. р-ров полимеров близки к свойствам вязких простых жидкостей, причем с ростом концентрации полимера, а также мол. массы вязкость р-ров растет. Даже в очень разб. р-рах полимеров наблюдается градиентная зависимость вязкости (см. Вязкости аномалия).

Кристаллическое (аморфно-кристаллическое) состояние. М. с. полимеров в аморфно-кристаллич. состоянии во многом определяются тем, что в этом состоянии полимеры представляют собой своеобразные микроконструкции, состоящие из связанных между собой элементов (кристаллических и аморфных областей) с различными механич. характеристиками. Различные области полимера деформируются по-разному, а в пределах одной области разные макромолекулы напряжены и деформированы также различно. Физич. методы позволяют установить особенности реакции отдельных структурных элементов на механич. воздействие. В частности, исследование смещения рефлексов на широкоугловых рентгенограммах кристаллич. полимеров при их растяжении позволило рассчитать величины деформации и модули Юнга кристаллич. участков. Рассчитанные модули для всех полимеров превышали модули Юнга, определенные по механич. испытаниям, причем для полиэтилена при растяжении примерно на 10% на долю кристаллич. участков пришлась деформация всего в 0,1%, а модуль Юнга кристаллич. решетки достиг значения 25 ООО Мн/м2 (2500 кгс/мм2), превысив значение механич. модуля Юнга на 2 порядка.

При небольших напряжениях и деформациях благодаря существенному вкладу в общую деформацию деформации аморфных областей М. с. аморфно-кристаллич. полимеров имеют сходство с М. с. аморфных полимеров. При повышении темп-ры происходит уменьшение модуля Юнга, причем при переходе через темп-ру стеклования аморфных участков иногда наблюдается падение модуля, однако не на 4—5, как в случае аморфных полимеров, а всего на 1—2 порядка. Ниже определенной темп-ры аморфно-кристаллич. полимеры, как и аморфные, разрушаются обычно хрупко (исключение составляют полипропилен и нек-рые полиимиды, напр. полипиромеллитимид, сохраняющие способность к большим деформациям до темп-ры —200 °С).

При больших напряжениях аморфно-кристаллич. полимеры проявляют вынужденную высокоэластнч-ность. При этом деформируются как аморфные, так и кристаллич. области, разрушаются одни кристаллич. образования и возникают другие. У многих полимеров растяжение в кристаллич. состоянии идет с образованием шейки, в к-рой происходит ориентация макромолекул, сопровождающаяся обычно переходом от сферолит-ной кристаллич. структуры к фибриллярной; при этом происходит резкое изменение М. с. полимера.

Повышение темп-ры вызывает изменение механич. характеристик — уменьшение прочности, предела текучести, твердости и увеличение ударной вязкости. При темп-ре плавления кристаллич. полимер переходит в вязкотекучее состояние. Этот переход является фазовым, но темп-ра плавления зависит от условий кристаллизации. М. с. аморфно-кристаллич. полимеров зависят от степени кристалличности. Так, с ростом степени кристалличности растет модуль Юнга.

Ориентированное состояние. В одноосном и двухосном ориентированных состояниях могут находиться и кристаллические, и аморфные полимеры. М. с. ориентированных полимеров существенно зависят от степени ориентации. С повышением степени одноосной ориентации возрастает прочность (более чем на порядок), а деформируемость, как правило, падает. Повышение прочности носит четко выраженный анизотропный характер и происходит только в направлении ориентации; в перпендикулярном направлении прочность, как правило, падает, причем иногда настолько сильно, что может произойти расслоение полимера (волокна). См. также Ориентированное состояние.

Зависимость механических свойств от химического строения, состава и надмолекулярной структуры

Реализация при определенной темп-ре физич. состояния полимера с присущим ему комплексом М. с, изменение состояния с изменением темп-ры и особенности механич. поведения в определенном состоянии определяются, в первую очередь, химич. строением и свойствами составляющих полимер макромолекул: характером расположения мономерных групп (линейным, с разветвлениями или в виде пространственной сетки), гибкостью полимерной цепи, степенью регулярности ее строения, конкретным строением мономерного звена, от к-рого зависит межмолекулярное взаимодействие, а также мол. массой и молекулярно-массовым распределением.

Выше уже отмечалось различие в реализующихся физич. состояниях линейных и пространственных полимеров и их различное поведение в высокоэластич. состоянии. Появление поперечных связей между макромолекулами приводит к образованию полимерного каркаса и вызывает понижение темп-ры стеклования, в случае достаточно частых поперечных связей настолько резкое, что полимер может перейти из вязкотеку-чего состояния не только в высокоэластическое, но и непосредственно в стеклообразное (отверждение нек-рых термореактивных смол). В стеклообразном состоянии влияние полимерного каркаса проявляется особенно сильно при больших напряжениях (приводит к подавлению вынужденной высокоэластичности). Реализация у линейных полимеров вязкотекучего состояния определяет их термопластичность — способность к многократному размягчению.

Следует отметить, что полимерный каркас может образоваться не только за счет химич. связей, но также благодаря присутствию в полимерной цепи участков, между к-рыми существует сильное межмолекулярное взаимодействие. При этом достигается термолабильность поперечных связей между макромолекулами. Примером таких материалов являются термоэласто-пласты — полимеры, обладающие свойствами эластомеров и термопластичностью, напр. блоксополимсры эластомеров со стиролом, блоксополимеры, имеющие кристаллизующиеся и некристаллизующиеся участки, и нек-рые полиуретаны, у к-рых роль термолабильных узлов играют сегрегированные диизоцианатные блоки. К образованию полимерного каркаса может приводить также введение в полимерную цепь кислотных групп с последующей нейтрализацией их ионами металлов (см. Мономеры).

Термодинамич. гибкость макромолекул является необходимым условием проявления высокоэластичности. Однако для реализации этого состояния необходима также достаточная кинетическая (механическая) гибкость, зависящая от межмолекулярного взаимодействия и растущая с ростом темп-ры. Все эластомеры являются гибкоцепными полимерами. Жесткоцепные полимеры и гибкоцепные при достаточно сильном межмолекулярном взаимодействии являются пластиками. Сочетание значительной жесткости со способностью к большим деформациям реализуется при наличии между жесткими участками гибких сочленений (нек-рые полиимиды и гетерополиарилены).

Стереорегулярность строения (см. Стереорегулярные полимеры) в ряде случаев необходимое условие реализации кристаллич. состояния. Регулярность строения макромолекулы может оказать решающее влияние на М. с. полимера. Так, атактический полипропилен является эластомером, а изотактический полимер кристаллизуется и обладает волокнообразующими свойствами.

Рис. 3. Зависимость темп-р текучести (Тт), стеклования (Гс)и хрупкости (Тхр) от молекулярной массы; I — область реализации вязкотекучего состояния, II — высокоэластического, III и IV — стеклообразного (в области IV полимер разрушается хрупко).

Мол. масса влияет на темп-рный интервал реализации различных физич. состояний аморфного полимера (рис. 3). При малых мол. массах поведение полимера сходно с поведением низкомолекулярных веществ. Увеличение мол. массы ведет к расширению интервала высокоэластичности

вследствие более сильного влияния мол. массы на темп-ру текучести, чем на темп-ру стеклования. В вяз-котекучем состоянии существует критич. мол. масса, при достижении к-рой особенно сильно проявляются упруговязкие свойства (подробнее см. Вязкотекучее состояние). Реализация кристаллич. состояния с высокой степенью упорядоченности требует достаточно узкого молекулярно-массового распределения с малой долей низкомолекулярных фракций. Хорошими волокнообразующими свойствами обладают полимеры с мол. массой в интервале 1,5-10*—8-10* (см. Волокно-образующие полимеры).

М. с. полимерных материалов существенно зависят от вводимых в них добавок: наполнителей, пластификаторов, стабилизаторов, сшивающих агентов, структуро-образователей и др. (см. Ингредиенты полимерных .материалов). Даже при небольших количествах добавок-изменение М. с. может быть очень сильным, как, напр., в случае введения сшивающих агентов, вызывающих образование поперечных связей между макромолекулами (см. Вулканизация, Отверждение).

Наполнение полимеров различными веществами органич. н неорганич. происхождения в количествах, достигающих более 50% (по массе), а иногда н 90%, приводит к получению композиционно неоднородных материалов с

страница 65
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)" (22.63Mb)


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

 

 

Реклама
Газовые котлы Ariston CLAS EVO SYSTEM 15 FF
фирма фислер
для телевизора мебель
компакт 11в2м

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
(07.12.2016)