химический каталог




Высокомолекулярные соединения

Автор A.M.Шур

деформация. В уравнении (X 10) приращение свободной энергии AF имеет смысл упругой энергии (или работы), накапливающейся в единице объема образца при его деформации, и часто называется упругим или высокоэластическим потенциалом. В отсутствие деформации 'кх = Ху = Хг=\ и потенциал равен нулю.

Для простейшего случая сдвиговой деформации (простой сдвиг,

см. рис. 77) уравнение (Х.10) принимает вид AF = —Gyl. В резуль2

тате дифференцирования этого выражения по ус при ac = const с учетом того, что величина AF представляет собой работу и равна произведению напряжения на деформацию, получаем

о-с=Оус. (Х.И)

Как показала экспериментальная проверка, приведенное уравнение справедливо до ус=1- Таким образом, на основе статистической теории было установлено, что каучук подчиняется закону Гука* для сдвига и что параметр G=NKT эквивалентен модулю сдвига. При одноосном растяжении по оси х уравнение (Х.10) приобретает вид

о-р=С?(Яг — (Х.12)

* Сдвиг — единственный вид деформации каучука, где соблюдается закон Гука,

где Х — Хх, и уже нет простой линейной зависимости ор от деформации, требуемой законом Гука*| кроме того, это уравнение выполняется только до 30%-ного растяжения.

Деформация реальных эластомеров. В рассмотренных идеализированных кинетических теориях эластичности не принималось во внимание наличие у реальных полимерных систем потенциального (энергетического) барьера, а также и то, что внутреннее вращение заторможено и что энергия различных конформаций неодинакова. Другими словами, не учитывалось то, что упругость чисто энтропийного происхождения не существует, так же как не существует идеальный газ.

П Флори объяснил отклонение поведения реальных каучуков от статистической теории наличием в сетке дефектов, к которым он прежде всего относит цепи, связанные с ней только одним концом и, следовательно, не сопротивляющиеся нагрузке. Вычислив «концентрацию» их, он вывел для G следующее выражение:

где р — плотность^ Мс — «молекулярная масса» отрезка между двумя узлами и М—среднечисловая молекулярная масса. Подставив найденное значение G в уравнение (X 12) и вводя дополнительный коэффициент g для учета других дефектов, П. Флори пришел к зависимости о от Я,

которая согласуется с экспериментальными данными, полученными для ряда сетчатых полимеров.

Дальнейшие попытки улучшить соответствие теории с экспери* ментом привели к появлению ряда других реологических уравнений, носящих в значительной мере эмпирический характер. Среди них наиболее широкое распространение нашло уравнение My ни—Ривлина:

AF=C, ( Xj+bJ+X* - 3)+С2 ( Я72+Я-2+Я72 - 3), .

которое при и С2 = 0 совпадает с выражением (Х.10) и

в случае одноосного растяжения и сдвига приводит к соотношениям:

с=2С! (X2 — 1 А)+2С2 (Я — 1/Хв); crc=2 (Cj-f-Ca) Y* Хотя величина G не равна а/у при больших деформациях, ее часто называют модулем высоко эластичности.

Величина С± по своей природе близка к G, а слабая зависимость С2 от температуры указывает на то, что она имеет в основном энергетическую природу На величину С2 влияют условия эксперимента и особенно сильно -г- химическое строение полимера; известное значение, по-видимому, имеет физическая структура (наличие перехлестов, скользящих в направлении мостиков при деформации полимера). Хотя уравнение Муни—Ривлина носит эмпирический

характер и мало дает нового с точки зрения молекулярного механизма деформации, оно достаточно хорошо описывает равновесное растяжение сетчатых полимеров при больших деформациях.

Рассмотренные теории оставляют без внимания вопрос о межмо лекулярном взаимодействии, которое в конденсированной системе макромолекул, какой является высокоэластический полимер, очень велико. Под влиянием межмолекулярных сил может произойти агрегация цепных молекул, вызывающая возникновение более крупных структурных образований — пачек, в которых поведение макромолекул будет иным, чем в изолированном состоянии. Далее, высота потенциальных барьеров изменяется во время самого процесса деформации, так как она зависит не только от взаимного отталкивания или притяжения групп, находящихся в одной и той же макромолекуле*, но и от межмолекулярного взаимодействия, меняющегося во время перегруппировки цепей или их частей под влиянием приложенной механической нагрузки. Без учета межмолекулярного взаимодействия невозможно понять, каким образом осуществляется переход от высокоэластического состояния к стеклообразному или вязкотекучему и почему требуется конечный промежуток времени для превращения одних конформаций в другие. Полиэтилен, у которого межмолекулярное взаимодействие достаточно сильное вследствие кристаллизации, представляет собой сравнительно жесткий материал, в то время как сополимер этилена с пропиленом, где это взаимодействие проявляется значительно слабее, типичный эластомер.

С несколько иных позиций подходит к вопросу высокоэластического состояния М. В. Волькенштейн, рассматривая различные конформаций как поворотные изомеры с одной и той же энергией. Гибкость цепи связывается с пе

страница 154
< 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

Скачать книгу "Высокомолекулярные соединения" (7.26Mb)


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

 

 

Реклама
геберит инсталляция для подвесного унитаза
купить кресло для кинозала
fissler fiamma в москве
Акция KNS - Кликни и закажи со скидкой. Промокод "Галактика" - Y7Z68EA с доставкой по Москве и другим городам России.

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
(09.12.2016)