елья»), успешно изучавшими с их помощью свойства р-ров полимеров.

Другие виды моделей. Наряду с механич. М. возможно использование линейных и нелинейных электрических, магнитных, акустических, тепловых и др. Из них чаще встречаются линейные электрические М., применение к-рых основано на полной идентичности описания замкнутых электрич. цепей, состоящих из конденсаторов и омич. сопротивлений (а также катушек индуктивности, если необходимо ввести аналог массы), и описания механич. М. Так, при сопоставлении заряда Q и механич. перемещения х, силы тока / = dQ/dt (t — время) и скорости перемещения v = dx/dt, обратной величины емкости конденсатора 1/С и жесткости пружины к, электрич. омического сопротивления R и коэфф. вязкого сопротивления демпфера г, коэфф. самоиндукции L и массы т оказывается, что известные выражения для электрич. величин по форме эквивалентны соотношениям, связывающим механич. параметры. А именно, ур-ния для разности потенциалов, приложенной к обкладкам конденсатора Uс = QlC, и падения напряжения на омич. сопротивлении UR = RJ = RdQldt по форме соответственно эквивалентны выражениям для растягивающей упругую пружину силы Fk = кхи преодолевающей вязкое сопротивление демпфера силы Fr = rv = rdx/dt, а электродвижущая сила индукции EL — —Ldl/dt = —Ld2Q/dt2 и сторонние электродвижущие силы ЕСТ эквивалентны соответственно силе инерции /то = — mdvldt = = —md2x/dt2 и внешним силам /вн, действующим на механич. систему. При этом для электрических и механич. величин справедливы одинаковые по форме основные соотношения: Ecr + EL = Uc + UR и /вн + fm = = Fk + Fr.

Задав в модельной электрич. цепи начальные распределения электрич. величин, соответствующие реальной механич. системе, можно экспериментально исследовать электрич. релаксационный процесс, совпадающий по своим качественным и количественным характеристикам с механич. релаксационным процессом в изучаемом полимерном теле.

При построении идентичных электрических и механич. М. необходимо учитывать, что в случае последовательного соединения в цепь механич. элементов аддитивными свойствами обладают перемещения, а силы, действующие на любой из этих элементов, равны одна другой, в то время как при параллельном соединении элементов складываются силы, а перемещения одинаковы. Поэтому первому случаю соответствует аддитивность зарядов, т. е. параллельное соединение электрич. элементов М., а второму — аддитивность электрич. напряжений, т. е. последовательное соединение элементов. Как и в случае механич. М., возможен переход от сосредоточенных постоянных к распределенным. Так, напр., в случае упрощенной механич. модели Каргина — Слонимского такой эквивалентной электрич. М. с распределенными постоянными оказывается телефонная линия, т. е. два провода (омические сопротивления), обладающие электрич. емкостью.

Т. о., возможность построения механических, электрических и других М. открывает, при достаточно хорошем соответствии модели оригиналу, пути экспериментального моделирования релаксационных процессов в полимерных телах. Однако существует еще другая, не менее важная особенность М. Она заключается в том, что ур-ния, описывающие свойства М. и идентичные по форме ур-ниям релаксирующего полимерного тела, м. б. проанализированы чисто математич. методами. Это позволяет проводить исследование релаксационных процессов путем анализа свойств одних только ур-ний. Возникло понятие о математических М., позволяющих вообще не привлекать наглядные механические, электрические и др. физич. образы.

Математич. линейные и нелинейные М. лежат в основе современной теории релаксации, теории конструирования и расчета полимерных изделий, в т. ч. деталей машин, а также теории переработки полимеров в материалы и изделия. Они позволяют отразить многие тонкие структурные особенности полимерных тел, моделирование к-рых с помощью физич. систем представляет сложную, почти невыполнимую задачу. Это стало особенно очевидным после обнаружения в полимерах надмолекулярных структур, учет к-рых потребовал существенного усложнения обычных моделей. Большие возможности в области разработки математич. моделей открыло применение преобразования Лапласа (Б. Гросс, А. Тобольский, Дж. Ферри), а также дробных интегральных и дифференциальных операторов (Г. Слонимский).

Разработка разных форм М. сыграла и продолжает играть важную роль в создании и развитии современной физики твердых и жидких полимерных тел.

Лит.: А л ф р е й Т., Механические свойства высокопо-лимеров, пер. с англ., М., 1952, гл. 2; Каргин В. А., Слонимский Г. Л., Краткие очерки по физико-химии полимеров, 2 изд., М., 1967, с. 134; ДАН СССР, 62, № 2, 239 (1948); Александров А. П., Лазуркин Ю. С, ЖТФ, 9, в. 14, 1249 (1939); Слонимский Г. Л., ДАН СССР, 140, № 2, 343 (1961); J. Polymer Sci., pt С, №16, 1667 (1967); Высокомол. соед., 13А, № 2, 450 (1971).

Г.Л. Слонимский.

МОДИФИКАЦИЯ СТРУКТУРНАЯ полимеров, модификация физическая (structural modification, strukturelle Modifizierung, modification structurale) — направленное изменение физических (прежде всего механических) свойств полимеров, осуществляемое преобразованием их надмолекулярной структуры под влиянием физич. воздействий. В отличие от модификации химической, при М. с. химич. строение макромолекул сохраняется.

Введение в полимер значительных количеств пластификатора, наполнителя, др. полимера, широко используемое в пром-сти (см. Пластификация, Наполнение, Совместимость), не является М. с, поскольку при этом изменение свойств системы обусловлено не только изменением ее физич. структуры, но и состава.

М. с. может быть осуществлена различными путями: внешними механич. воздействиями на твердое полимерное тело (см., напр., Ориентированное состояние); изменением температурно-временного режима струк-турообразования твердого полимерного тела из расплава; изменением природы растворителя и режима его удаления при образовании из р-ров полимеров покрытий, пленок и волокон; введением в полимер малых количеств (не более нескольких %) др. веществ, влияющих на кинетику образования и морфологию надмолекулярной структуры модифицируемого полимера (см. Структурообразователи).

Успешное развитие М. с. обусловлено обнаружением многих сосуществующих форм надмолекулярных образований, многообразия соответствующих им физич. структурных превращений. Это потребовало пересмотра упрощенных представлений о полимерных телах как о системах перепутанных макромолекул. Влияние иеханич. воздействий, ранее понимавшееся лишь как влияние на форму и ориентацию гибких макромолекул, оказалось гораздо более сложным. Напр., при одноосном растяжении полимерного тела происходят различные преобразования элементов его надмолекулярной структуры (разрушение, образование, деформация), особенно разнообразные у кристаллич. полимеров. Соответственно оказалось, что и тепловые воздействия влияют не только на подвижность макромолекул, но и на скорость образования и роста первичных центров разных форм элементов надмолекулярной структуры, а также на скорость их взаимных превращений.

Модифицирование изменением условий получения твердого тела. Структурно-механич. исследования позволили получить представление о влиянии на физич. структуру полимерного тела его механической и тепловой предыстории. Это открыло эффективные приемы М. с, основанные на выборе рационального температурно-временного механич. режима формования полимерного тела из расплава (темп-ра расплава, длительность его выдержки при повышенных темп-рах, режим охлаждения, давление и др.), а также на преобразовании уже сложившейся надмолекулярной структуры материала или изделия путем механич. воздействий на нее в соответственно выбранных температурных условиях (напр., многократными деформациями, прокаткой).

В случае получения изделий из р-ров полимеров структурно-механич. подход позволил раскрыть влияние природы растворителя и условий его испарения или условий осаждения полимера на процессы струк-турообразования, что привело к возможности управления ими и формирования изделий (напр., волокон и пленок) с желательной надмолекулярной структурой.

Модифицирование введением малых количеств веществ иного строения. Для воздействия на процессы образования и агрегирования различных элементов надмолекулярной структуры предложено введение в полимер малых количеств поверхностно-активных веществ, к-рые влияют на процессы структурообразования в полимерах так же активно, как и в хорошо известных случаях структурообразования низкомолекулярных веществ. Добавками поверхностно-активных веществ можно изменять размеры и форму. элементов надмолекулярной структуры.

Как известно, центрами роста различных надмолекулярных образований являются неоднородности флюктуационной природы, существующие в расплавах и р-рах полимеров (см. Пачки, Кристаллизация). Следовательно, регулирование структуры м. б. осуществлено изменением числа таких центров (в случае кристаллизации — это зародыши кристаллизации).

Введение в полимер химически не взаимодействующих с ним высокодисперсных инородных частиц органич. или неорганич. природы, не растворяющихся в его расплавах или р-рах, может вызывать появление в полимере собственных зародышей структурообразования, располагающихся на границе раздела между частицей и полимером.

Такие вещества, получившие название искусственных зародышеобразователей, приводят к ускорению структурообразования и возникновению более однородной надмолекулярной структуры. В случае кристаллич. полимеров такое воздействие на физич. структуру и свойства проявляется, напр., в уменьшении размеров сферолитов и соответствующем изменении механич. свойств (рис. 1 и 2). Кроме того, наличие в кристаллич. полимере частиц искусственного зародышеобразователя имеет другим своим важным следствием стабилизацию физич. структуры полимерного тела, восстанавливающейся после плавления и повторной кристаллизации.

Существенно, что для М. с. при помощи искусственных зародышеобразователей не требуется соответ

Рис. 1. Влияние частиц искусственного зародышеобразова-теля на надмолекулярную структуру полипропилена: