Стеклование структуры

Для ответа на вопрос, каково строение этих фрагментов, в работе [45] проведены расчеты температуры стеклования структур, показанных ниже [c.287]

Итак, процесс аморфизации вещества при охлаждении из расплава связан с замораживанием высокотемпературной структуры вещества вследствие резкого уменьшения подвижности частиц в веществе. Температура, при которой структура перестает меняться, и называется температурой стеклования. За нее обычно принимают точку вблизи наиболее резкого изменения температурной зависимости какого-либо характерного свойства, например теплоемкости или вязкости (рис. 12.1) [64]. [c.275]

Теория молекулярного строения линейных полимеров предполагает наличие в структуре объекта полимерных цепей, состоящих из элементов, обладающих определенной анизотропией формы и свойств. В связи с этим полимерный объект считается изотропным, если полимерная цепь представляется в виде клубка со статически ориентированными элементами. Когда же имеет место направленная ориентация элементарных цепей, то объект макроскопически анизотропен. Как отмечалось ранее, наиболее распространенным способом ориентации структурных элементов полимеров является операция вытягивания. При этом степень анизотропии исследуемых свойств охлажденного ниже температуры стеклования Тс полимера определяется не только величиной относительного удлинения Д///, но и скоростью вытягивания, температурой, длительностью выдержки нагретого образца под 4 51 [c.51]

При обсуждении условий, способствующих образованию аморфной структуры, рассматривается роль различных факторов — технологических, кинетических и термодинамических. В частности, подчеркивается значение вязкости расплава и ее температурного коэффициента, соотношения между температурой плавления и стеклования, скрытой теплоты плавления. Формулируется связь между различными параметрами и критической скоростью при закалке R . Интерес представляют данные о склонности сплавов к аморфизации по критической толщине аморфного сплава, которая пропорциональна Яс [c.12]

Принципиальное отличие поведения неравновесных систем от равновесных связано с эффектом самоорганизации диссипативных структур в точках ее неустойчивости, что обеспечивает минимизацию энтропии в неравновесной системе. Это означает, что в основе процесса стеклования жидкости лежит самоорганизация диссипативных структур, контролируемая принципом минимума производства энтропии. Это обусловливает реализацию принципа подчинения в точке фазового перехода жидкость — кристалл и взаимосвязь параметров, контролирующих переход системы через неустойчивое состояние. [c.288]

Полимеры представляют собой высокомолекулярные вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев, или мономеров, одинаковой структуры. Макромолекулы образуют цепи, состоящие из отдельных звеньев и простирающиеся в длину на расстояния, в тысячи раз большие их поперечных размеров. Прочность, тепло-, термо- и морозостойкость полимеров определяют температурные границы эксплуатации. Верхнюю границу характеризует потеря теплостойкости либо термостойкости, а нижнюю — хрупкость или морозостойкость. Полимерные материалы надежно эксплуатируются (без размягчения и хрупкого разрушения) в интервале между температурой стеклования и температурой хрупкости. [c.144]

Обычно динамические механические испытания дают больше информации о материале, чем другие методы механических измерений, хотя теоретически все механические методы могут давать одинаковую информацию. В результате динамических испытаний в широком температурном и частотном диапазонах определяют показатели, особенно чувствительные к химической и физической структуре полимеров. Эти испытания часто являются очень эффективными при изучении температуры стеклования и дополнительных температурных переходов в аморфных полимерах, а также морфологии кристаллических полимеров. [c.19]

Химическая структура полимеров и температура стеклования [c.24]

Тр — показатель теплостойкости (температура, при которой сдвиговой модуль равен 310 МПа), 6 Тс —.температура стеклования, 1 Тсо — температура стеклования линейного полимера той же химической структуры, что и сетчатый, 1 Тсд — температура стеклования полимера А, 1 Т — вторичная температура стеклования, 4 [c.302]

Схватывание клея сопровождается усадкой и появлением напряжений в клеевом шве. Для уменьшения усадки в клеевой композиции используют наполнители, которые, кроме того, сближают значения коэффициентов теплового расширения клея и подложки (металла, керамики, пластмассы). Уменьшение усадки и близость коэффициентов расширения клея и склеиваемого материала означают снижение остаточных напряжений в клеевом шве и повышение его надежности. Схватывание термопластичного клея происходит при удалении растворителя, в результате полимеризации мономеров или олигомеров, при охлаждении ниже температуры кристаллизации (стеклования), если клей нанесен в расплавленном состоянии. Схватывание термореактивного клея обеспечивается в результате взаимодействия полимера с отвердителем и образования сетчатой структуры. [c.398]

Резины изготавливают на основе натуральных и синтетических кау-чуков с температурами стеклования ниже 0°С. Основной операцией превращения каучука в резину является вулканизация, когда линейные молекулы термопластичного каучука соединяются поперечными химическими связями. Молекулярная структура резины представляет собой объемную сетку, способную к высокоэластичным деформациям благодаря невысокой плотности поперечных связей. По сравнению с каучуком резина прочнее, не склонна к необратимым деформациям под нагрузкой и не растворяется, а лишь набухает в тех растворителях, в которых растворим каучук. [c.401]

СТЕКЛОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРА — характеризует переход низко- или высокомолекулярных аморфных веществ при охлаждении в твердое или стеклообразное состояние. В расплавах и жидкостях скорость процессов перегруппировки атомов и молекул с понижением темп-ры уменьшается и при темп-ре стеклования Тg становится столь большой, что за время опыта не наблюдается изменений структуры в ближнем порядке и течения материала. Поэтому, начиная с Тg, структура аморфного вещества в процессе дальнейшего охлаждения не меняется и остается той, к-рая была заморожена при Tg. Т. о. в процессе структурного стеклования образуется стекло — твердое тело с определ. аморфной структурой, зависящей от Tg и природы вещества. Этот процесс стеклования рассматривается в отсутствии внешних сил. В отличие от других аморфных веществ, для полимеров имеется en e одно определение Tg в связи с испытаниями материала при механических периодических воздействиях. [c.264]

При охлаждении расплава полимера если не происходит кристаллизация, наблюдается обычное структурное стеклование, характерное для всех веществ. Структур- [c.264]

При другом процессе образования твердых тел — стекловании — при охлаждении ниже темп-ры стеклования Tg структура в ближнем порядке не успевает уста-навливаться, и в аморфном теле фиксируется структура, соответствующая Tg. [c.381]

Весьма действенный способ снижения остаточных напряжений — применение структурных пластификаторов [45, с. 177]. Структурный пластификатор, например, трикрезилфосфат оказывается эффективным уже при очень малых дозировках — всего несколько сотых долей процента. Температура стеклования полимера не меняется, идет ослабление межмолекулярных связей, и подвижность структуры повышается. [c.460]

Значительное повышение качества органического стекла в результате ориентации способствовало широкому практическому применению этого процесса для многих видов изделий процесс ориентации стал обязательной стадией технологии изготовления. Однако изделия из ориентированного органического стекла нельзя применять при повышенной температуре, так как длительное ее воздействие, а тем более в сочетании с нагрузкой вызывает постепенную дезориентацию структуры. Возможность повышения ударопрочности и морозостойкости ориентацией листов термопласта позволила использовать и непластифицированный полиметилметакрилат в качестве органического стекла (оргстекло СТ-1). Оргстекло СТ-1 имеет более высокую температуру стеклования (теплостойкость) и большую поверхностную твердость, а более низкая морозостойкость и возрос-ш ая склонность к посеребрению компенсируются процессом ориен- [c.60]

Установлено [73, с. 246 74 75], что наличие пигментов и наполнителей может оказывать значительное влияние на прочностные свойства пленок. В частности, изменяется подвижность макромолекул и, следовательно, температура перехода в стеклообразное и высокоэластическое состояние. Введение наполнителей в термореактивные полимерные композиции способствует повышению температуры их стеклования, модуля упругости и снижению разрывных удлинений. В то же время введение в термореактивную полимерную матрицу большинства минеральных пигментов и наполнителей, имеющих структуру частиц, близкую к глобулярной, практически не приводит к повышению прочности композиции. При этом лишь возрастает их жесткость, в [c.69]

Использование такого приближения приводит к значениям температуры стеклования и всех других свойств, которые показаны в табл.П-1-2. Хорошо видно, что при одинаковой брутто-формуле температура стеклования структуры Фс1 (541 К) значительно выше, чем структуры Фс2 319 К. При этом меняется также такая важнейшая характеристика полимеров, как Л//, т.е. молекулярная шсса механического сегмента шфомоле улы, при котором появляется высокоэластическое состояние. Насыщение структуры гемицеллюлоз ОН- и СООН-группами приводит к резкому возрастанию температуры стеклования, если эти группы способны образовывать водородные связи между цепями полимеров. Если же водородные связи образуются внутри повторяющегося звена, то температура стеклования резю снижается. [c.426]

При помоши коллоидной гипотезы о структуре битумов можно было найтн объяснение их фактическому поведению в различных условиях [65], Изучение процесса получения битумов [66] показало наличие в нем двух структурных переходов типа стеклования - высокотемпературный и низко- [c.150]

Линейные полимеры отличаются большой длиной молекулы при малом ее поперечнике. Например, у полистирола при коэффициенте полимеризации п, равном 6000, длина молекулы составляет около 1,5 -10- см, при поперечном размере 1,5-10 см. Линейные полимеры обычно более легко растворимы и более гибки, чем пространственные. Многие линейные полимеры сгюсобны перерабатываться в тонкие волокна и пленки. Некоторые из них являются эластомерами — резиноподобными материалами. Аморфные полимеры с линейной структурой молекул имеют характерную зависимость деформации от температуры, представленную на рис. 3-10. На этой диаграмме ясно видны три стадии стеклообразное состояние ниже температуры стеклования Тс при температуре в пределах от Т до температуры вязкотекучего состояния полимер находится в высокоэластическом состоянии при температуре выше наступает вязко гекучее состояние. Рабочую температуру полимеров следует выбирать не выше температуры стеклования. [c.116]

Свойства поверхности раздела зависят также от физико-механических характеристик смолы, таких, как предел прочности и модуль упругости при растяжении, относительное удлинение при разрыве, коэффициент теплового расширения и температура стеклования. Эпоксидные смолы после отверждения имеют плотную аморфную структуру с поперечными связями, обладающую высокой адгезией. Вблизи поверхности раздела предел прочности смолы на растяжение может превышать 7 кгс/мм , модуль упругости при растяжении составляет 350 кгс/мм и относительное удлинение при разрыве—-около 1—3%- Теоретически в однонаправленном стекло- или углепластике можно получить такой же высокий предел прочности на растяжение в поперечном направлении, как и предел прочности смолы (7 кгс/мм и более). Однако даже при наличии очень прочной адгезии поверхность раздела находится в сложнонапряженном состоянии из-за разницы коэффициентов теплового расширения смолы и волокон [21, 69]. [c.261]

Физические свойства. Фторопласт-4 предстаявляет собой рыхлый, волокнистый порошок белого цвета, легко комкующийся и спрессовывающийся при комнатной температуре в плотные таблетки. Фторопласт-4 является кристаллическим полимером, температура плавления его кристаллитов 4-327° С, температура стеклования аморфных участков (—120°С), он обладает высокой степенью кристалличности, даже процесс закалки (быстрого охлаждения) не может препятствовать образованию кристаллитов. Согласно исследованиям Буна и Ховэллса, Пирса, Кларка и др., фторопласт-4 обладает тремя различными структурами. [c.10]

Теплостойкость в основном зависит от химического состава материала, нона нее оказывает также влияние и структура материала. Следовательно, температура плавления или рагмягчения увеличивается вместе с возрастанием степени полимеризации, причем так же, как и механические свойства, с определенного момента она возрастает все медленнее (фиг. II. 19). С увеличением температуры плавления, при определенной степени полимеризации можно заметить разделение процесса на два этапа. Во время нагревания полимеров с высокой степенью полимеризации хрупкий материал сначала становится эластичным, каучукоподобным и только при дальнейшем нагревании, часто при значительно более высокой температуре, он начинает плавиться. Температура, при которой наблюдается первое явление, носит название температуры стеклования (размягчения или фазового перехода второго рода) — вторая температура — температура текучести — Гу, [c.31]

Приведенные положения о строении полимеров показывают, что в их структуре по сравнению со структурой низкомолекулярных веществ имеются существенные отличия. Несмотря на это в ряде работ [Л. 26—30] теплопроводность полимеров. по аналогии с низкомолекулярными веществами представляется как суммарный результат колебательных движений макромолекул (считается, что перемещение энергии колебаний в направлении, обратном вектору температурного градиента, протекает в основном вдоль главных валентных связей цепных молекул). Согласно этой модели связи ежду атомами и молекулами принимаются за систему элементарных тепловых сопротивлений (Л. 31—34], причем первичные химические связи имеют примерно в десять раз меньшее сопротивление, чем, скажем, ван-дер-ваальсовы связи. Теплоперенос от одного структурного элемента к другому в этом случае осуществляется путем медленного трансляционного, вращательного или колебательного движения некоторой гипотетической единицы полимерной цепи, ответственной за теплофизику полимера. Температурная зависимость теплопроводности полимеров в известной мере подтверждает эти положения. Так, например, с возрастанием температуры увеличиваются тепловые флуктуации макромолекул, и обусловленное этим снижение теплового сопротивления связей ведет к повышению теплопроводности пол1имера. Повышение теплопроводности прекращается по достижении температуры стеклования полимера. 6 области выше температуры стеклования, когда полимер переходит в высокоэластичное состояние, наблюдается. увеличение свободного объема в полимерной матрице, что приводит к повышению термического сопротивления и соответственно к понижению теплопроводности полимера. [c.32]

В настоящее время установлено, что теплопроводность полимеров в общем меньше теплопроводности низкомолекулярных твердых тел. Абсолютная величина теплофизических характеристик у аморфных полимеров всегда ниже, чем у кристаллических. Природу этого явления объясняют [Л. 26] тем, что у кристаллических полимеров, как структур с дальним порядком, механизм передачи колебаний более упорядочен и интенсивен по сравнению с неупорядоченной системой связи макромолекул аморфных полимеров. В то же время в области низких температур порядка 10— 100 К теплоемкость аморфных и кристаллических полимеров с одной и той же химической природой практически одинакова [Л. 41]. Такой температурный характер теплоемкости объясняется тем, что в указанной области температур колебательные движения цепей имеют одинаковую амплитуду в кристаллическом и аморфном состоянии. Инертность воздействия неупорядоченности структуры на процесс теплопереноса в области низких температур характерна и для низкомолекулярных соединений [Л. 35]. При повышении температуры возникают ангармоничные колебания значительной амплитуды с участием самых крупных структурных образований, которые имеют различную природу для аморфных и кристаллических полимеров. Температурная зависимость теплофизических характеристик аморфных полимеров в большинстве случаев носит немонотонный характер с экстремальной точкой в области температуры стеклования 1[Л. 44]. [c.33]

М. с.— неравновесное состояние термодинамич. системы. Для определённости обычно предполагают, что система, находящаяся в М. с., прорелаксировала по всем признакам, кроме тех флуктуац. мод, к-рые приводят к возникновению жизнеспособных зародышей. Иначе говоря, характерное время ожидания распада М. с. больше остальных времён релаксации (температурной, концентрационной и т. д.). В этом случае существует квазистатич. продолжение термодинамич. свойств равновесной системы в область М. с. При несоблюдении сформулиров. условия метастабильность и неравновес-ность фаз связаны более сложным образом. Напр., за-стеклованная (очень вязкая) жидкость метастабильна (при Т < Гдл), но её структура л свойства зависят от предыстории системы (см. Стеклообразное состояние). [c.122]

Область Б может соответствовать температурам релаксационных переходов и, в частности, температуре стеклования полимера или кристаллизации диффундирующего вещества. При стекловании подвижность кинетических элементов полимерной структуры резко уменьшается, скорость диффузионных процессов скачкообразно (и значительно) замедляется. В области Т <СТ относительный свободный объем системы очень мал и почти не меняется. Поэтому следует предположить об очень незначительном влиянии механических напряжений на кинетику процессов переноса. При растягивающих напряжениях в полимерах, находящихся в стеклообразном состоянии, возможна фазовая поверхностная диффузия по образующимся в полимере субмикрополостям и трещинам. Растворители в этом случае ускоряют разрушение напряженного полимерного образца. [c.82]

Процессы отверждения (образование густосетчатой структуры) эпоксидных или фенолсформальдегидных полимеров резко замедляются при Т < Гс, хотя реакция еще не закончена [113, 146, 149]. Температура стеклования может быть выше To в только в том случае, когда температура внутри образца вследствие экзотермического характера процесса отверждения выше внешней температуры отверждения. [c.111]

М о д и ф и ц и р о 1 а и и е методом п о л и м о р а н а л о г и ч н ы х превращений заключается в замене одних функциональных групп П. другими без изменения его структуры и д.тины цепи. В результате такого преврашрния значительно изменяются растворимость, степень кристаллизации, темп-ра стеклования, текучесть, прочность и др. св-ва П. К числу таких реакций относятся, напр., получение простых и сложных эфиров целлюлозы синтез поливинилового спирта омылением поливинилацетата и др. [c.22]

Относительную стабильность металлических стекол оценивают по разности температур кристаллизации Тк и стеклования Tg при неп рерывном нагреве ДТ=Ту-Тк. Однако на практике чаше всего используют температуру кристаллизации Т , так как Tg установить трудно. Теоретически Tg определяют как температуру, ниже которой вре мя релаксации так велико, что равновесное состояние не может быть достигнуто за конечный промежуток времени (рис. 4.1). Отсюда следует, что при температуре стеклования Tg не могут образовываться зародыши кристаллической фазы критического размера, т.е. структуры фаз при Tтемпературные зависимости показателей основных физических свойств фаз испытывают или скачки или переломь[ (рис. 4.2). С позиций синергетики температура стеклования является критической температурой (точкой бифуркации), отвечающей неравновесному фазовому переходу при достижении которого система сама выбирает термодинамический путь своего дальнейшего развития [3]. [c.125]

Сварку в расплаве разнородных полимеров можно выполнить без особых затруднений лишь по отношению немногих пар [63, 64], в частности, методами, обеспечивающими достижение механического смешения вязкой массы полимеров в зоне контакта и быстрое охлаждение ниже температуры стеклования, препятствующее разделению смеси, то есть создающее условия для кинетической совместимости. Например, ультразвуком сваривают ПС с сополимерами стирола, ПВХ с ПБТ и ПММА, ПА 6 с ПА 66, ПС с ПФО, ПК с ПФО и полисульфопом [64-66]. Многие из этих пар могут быть сварены трением [63, 67]. При этом, по мнению авторов работы [68], свариваемость ультразвуком или трением объясняется наличием сильного течения расплава при осуществлении этих двух видов сварки. Нагретым инструментом сваривают встык трубы из ПП с фиттингами из сополимера пропилена с этиленом [69]. И при этом виде сварки механическое перемешивание макрообъемов в зоне стыка рассматривается как фактор, способствующий образованию соединения разнородных ПМ [70]. Однако, несмотря на эти известные факты, соединение сваркой деталей из разнородных ПМ, а также деталей из свежего термопласта с деталями из того же термопласта, подвергнутого многократной переработке, остается важной проблемой в области сборки изделий из ПМ. Даже термопласты с одинаковой химической структурой, но различающиеся реологическими свойствами, требуют применения специальных технологических приемов, чтобы обеспечить получение качественного соединения. [c.341]

Хлорированный полиэтилен (ХПЭ). ПЭ может. быть модифицирован хлором. При этом могут ыть получены продукты с разнообразными свойствами, зависящими от структуры, состава, исходного полимера, а также от метода и степени хлорирования. Введение хлора в макромолекулу ПЭ приводит к снижению кристалличности, изменению температур размягчения, стеклования и др. Так, ХПЭ, содержащий 16—25 % хлора, — термопласт, характеризующийся высоким относительным удлинением (до 1700 %) и хорошей холодостойкостью. ХПЭ с 26- 48 % хлораэластомер. При дальнейшем увеличении содержания хлора жесткость, температуры размягчения и стеклования ХЭП повышаются вследствие увеличения межмолекулярного взаимодействия. ХПЭ с 49—60 % хлора — кожеподобный, а более глубоко хлорированный полимер — стеклообразный продукт, приближающийся по свойствам к непластифицйрованному поливинилхлориду. Ниже приведены некоторые свойства ПЭ высокой, . плотности, хлорированного в растворе (2,5.%-хлора) [c.106]

Наиболее высокие деформации наблюдаются у полимеров линейной аполярной структуры. Даже при низких температурах внешнее воздействие вызывает появление в них упругих и даже эластических деформаций. Хрупкий излом обычно наступает в интервале температур от —20 до —70° (в зависимости от типа полимера). Этот переход полимера от упругих деформаций к хрупким называют морозостойкостью полимера или температурой хрупкости и определяют различ-ньши методами, зависящими от условий его дальнейшей эксплуатации. С повышением температуры высокоэластические деформации начинают преобладать над упругилш, постепенно выявляется и некоторая пластичность (хладотекучесть). Переход полимера от преимущественно упругих к преимущественно эластическим деформациям обычно называют температурным интервалом стеклования — Та. [c.24]

Чем большей аполярностью структуры обладает полимер, тем ниже интервал температур его стеклования. Обычно аполярные полимеры в температурной области использования изделий являются высокоэластическими материалами. С дальнейшим повышением температуры все в большей степени возрастает пластичность полимера, которая ностененно становится его превалирующей деформацией. Этот температурный интервал перехода от преимущественно эластических к преимущественно пластическим деформациям назван интервалом текучести — Т- ек- Чем ниже полярность структуры полимера, тем ниже по температурной шкале лежит интервал пластичности. В полимерах с одинаковым строением звеньев переход в пластическое состояние совершается при более высоких температурах по мере [c.24]

Термохимический метод упрочнения. Этот метод основывается на глубоком изменении самой структуры и свойств поверхностного слоя стекла. Упрочнение стекла при применении этого метода достигается взаимодействием поверхности стекла, предварительно нагретого выше температуры стеклования Тд, с различными химическими соединениями — кремнийорганическими, аэрозолями некоторых неорганических солей, расплавами солей лития и др. В СССР разработан способ термохимического упрочнения стекла, нагретого выше температуры Тд, быстрым охлаждением его в подогретых полимерных кремнийорганических жидкостях (полиэтилсилоксановых). В данном случае стекло упрочняется, во-первых, вследствие изменения структуры поверхностного слоя при быстром и весьма эффективном его охлаждении, во-вторых, вследствие химического упрочнения поверхности стекла, связанного с образованием поверхностных полимерных пленок, и, в-третьих, вследствие возникновения в стекле обычных внутренних, закалочных напряжений. [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...