химический каталог




ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, состояние, в котором полимеры обладают способностью к большим обратимым деформациям (до несколько десятков, сотен и более процентов). В ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ с. могут переходить все гибкоцепные линейные полимеры с достаточно большой молекулярной массой и пространственно структурированные (сетчатые) полимеры при нагревании их выше температуры стеклования.

Верх. температурная граница определяется температурой разложения для сетчатых полимеров и температурой текучести для линейных. Полимеры, находящиеся в ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ с. в широком интервале температур, соответствующем условиям их эксплуатации, называют эластомерами. Типичные представители эластомеров - натуральный и синтетич. каучуки, а также резины на их основе.

В отличие от твердых кристаллич. тел деформация полимеров в ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ с. связана не с изменением межатомных или межмол. расстояний, а с частичным развертыванием хаотически свернутых цепных молекул, что и обусловливает возможность больших деформаций. При этом возвращающая сила f вызывается не силами притяжения между молекулами деформируемого тела, а тепловым движением, которое по своей интенсивности такое же, как тепловое движение молекул в жидкостях. Т. обр. упругость полимеров в ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ с. имеет энтропийную природу подобно объемной упругости газов. Поэтому модуль упругости полимеров в ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ с. пропорционален абс. температуре Т и имеет низкие значения (0,1-10 МПа), тогда как модуль всестороннего сжатия, определяемый силами межмол. взаимодействия, типичен для кон-денсиров. сред (103 МПа). Вследствие этого деформация эластомеров практически не сопровождается изменением объема, и связанное с этим изменение внутр. энергии U ничтожно. Наблюдаемые на опыте изменения U при деформации эластомеров связаны с изменением набора энергетически неравноценных конформационные изомеров (см. Конформационнып анализ)при развертывании цепей. В зависимости от разности энергетич. уровней транс- и гош-конформеров изменение внутр. энергии при деформации и соответствующая ему составляющая возвращающей силы fe = (dV/dl)V,T ("энергетич. сила") может быть как положительными, так и отрицательными (l-длина образца, V-его объем). Ниже приведены значения fe/f для некоторых полимеров:

В ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ с. напряжение и деформацияпри циклический нагружении сдвинуты по фазе, и наблюдается сильная зависимость деформации, развивающейся в эластомере, от длительности приложения нагрузки или напряжения от времени выдержки образца в деформиров. состоянии. Особенно резко эти зависимости выражены при температурах, близких к температурам стеклования и текучести. В сетчатых этастомерах через достаточно длительного время устанавливается упругое равновесие, т. е. / и перестают изменяться со временем.

В 40-х гг. ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ Куном, П. Флори и др. была развита теория (именуемая теперь классической) равновесных упругих свойств сетчатых эластомеров, основывающаяся на модели сетки из бестелесных цепей, способных свободно проходить друг сквозь друга ("теневые", или "фантомные", цепи). Согласно этой теории, / при растяжении образца в раз равно:

где A-площадь поперечного сечения образца, v-число цепей (отрезков молекулы между ближайшими поперечными сшивками) в единице объема, k-постоянная Больцмана, -средний квадрат расстояний между концами цепей в недеформиров. сетке, -средний квадрат расстояний между концами тех же цепей в свободный состоянии. Уравнение (1) оправдывается на опыте только для сильно набухших резин. В отсутствие растворителя f при одноосном растяжении хорошо описывается следующей формулой:

где С1 и С2-эмпирическая постоянные.

Для описания др. типов деформации эта формула непригодна. Зависимости С1 и С2 от различные факторов являлись предметом многие исследований. Так, было показано, что C1 может быть отождествлено с коэффициент упругости в уравении (1). Тогда, полагая , получаем: C1 = vkT/2. Эта формула - одно из основные соотношений для расчета v из эксперим. данных. Для эластомеров с редкой сеткой величина С2/С, больше единицы, для густых сеток - меньше единицы. Обе константы возрастают с температурой приблизительно пропорционально Т. При равных С1 сетки из цепей с более массивными боковыми привесками имеют меньшие С2.

Предпринимались попытки объяснить наблюдаемые отклонения от классич. теории на основе различные физических предпосылок. Но все они, как и различные феноменологич. теории, не получили широкого распространения. Отклонения от классич. теории, как считает большинство исследователей, связаны с тем, что в ней не учитываются ограничения числа возможных конформаций цепей, возникающие вследствие их взаимной непроницаемости. Многочисл. теории, построенные на этой предпосылке, удовлетворительно описывают деформационные зависимости различные типов.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
стрелиция купить ertn в москве
Рекомендуем компанию Ренесанс - прямая лестница - продажа, доставка, монтаж.
стул посетителей изо хром
Компьютерная техника в КНС Нева - NX.EF7ER.009 - в розницу по опту в КНС СПБ !

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)