Стеклообразное состояние полимеро

В стеклообразном состоянии полимеры обладают хрупкостью. Температура, при которой в процессе нагревания полимер приобретает эластичность, называют температурой стеклования (Тс). При более высоких температурах материалы обладают большой упругой деформацией и находятся в высокоэластичном состоянии. Полимеры, находящиеся в высокоэластичном состоянии в широком интервале температур, называются эластомерами или каучуками. Если нагревать полимер, находящийся в высокоэластичном состоянии, до температуры текучести Т.г, то материал переходит в вязкотекучее состояние. [c.203]

Полимеры могут находится в одном из трех физических состояний стеклообразном, высокоэластичном или вязкотекучем. В стеклообразном состоянии полимеры являются [c.233]

На примере полиэтилентерефталата был исследован разрыв полимера в стеклообразном и высокоэластическом состоянии [29]. В стеклообразном состоянии полимеры разрушаются по плоскости перенапряжений, расположенной впереди растущей трещины. В высокоэластическом состоянии разрушение происходит в результате вытяжки и скольжения участков материала с образованием тяжей в направлении оси растяжения. [c.120]

Ситовой анализ 31, 32 Сополимеры (определение) 10 Специальные покрытия 259, 267 сл. Сплошность пленок 46 Срок службы покрытий 48, 49 Стеклообразное состояние полимеров 12 [c.334]

Примером стеклообразного состояния полимера при температуре 20 °С может служить полистирол — материал, из которого изготовляют большое количество корпусных деталей радиотехнического назначения высоко-эластического состояния — каучук, вязкотекучего —полиизобутилен. [c.454]

В стеклообразном состоянии полимер обладает свойствами твердого тела. При повышении температуры он переходит из твердого состояния в высокоэластическое, а при дальнейшем повышении температуры —в вязкотекучее состояние. [c.193]

Для стеклообразного состояния полимеров характерны механизмы разрушения хрупких тел. [c.150]

Расчеты молярной теплоемкости в стеклообразном состоянии полимера проводили по соотношению (429). [c.458]

Для хрупких тел, примерами которых могут служить стекла, силикаты, полимеры в стеклообразном состоянии, бетон, закаленные стали, графит и другие материалы, критерий разрушения может быть сформулирован в принципе так же, как критерий пластичности, в виде некоторого соотношения между компонентами тензора напряжений [c.654]

Рис, 1.34. кривая растяжения аморфного полимера в стеклообразном состоянии (вынужденная эластичность) [c.47]

Из данных табл. 2.2 видно, что W у полимеров колеблется от W 10 дo 10 г/(см -ч- мм рт. ст.). Водопроницаемость сущ,ест-венно зависит от физического состояния полимеров, гибкости их цепей,-плотности упаковки молекул и других факторов. Наибольшей проницаемостью обладают аморфные полимеры с гибкими цепями, находяш,иеся в высокоэластическом состоянии (каучуки, резины), наименьшей — полимеры с жесткими цепями в стеклообразном состоянии. В одном и том же состоянии проницаемость полимера понижается с ростом плотности упаковки его молекул и достигает максимального значения в кристаллическом или частично кристаллическом состоянии (фторопласт-4). [c.91]

Некоторые дополнительные сведения о деформации полимеров в стеклообразном состоянии при напряжениях, способных вызвать вынужденную эластичность. Обсудим детальнее деформацию образца в каждой из температурных областей. [c.345]

На рис. 4. П1 изображена характерная диаграмма растяжения образца из полимера, находящегося в кристаллическом состоянии. Вид этой диаграммы внешне сходен с видом диаграммы растяжения аморфного полимера, находящегося в стеклообразном состоянии. На деформацию такого образца влияют очень многие факторы предыстория образца, форма, режим нагружения. Вследствие этого ценность результатов экспериментов существенно повышается, если указываются все условия его проведения. [c.350]

Состояние равновесия, устойчивое в малом и неустойчивое в большом, аналогично относительно устойчивому, так называемому метастабильному состоянию многочастичных (например, молекулярных) систем ). Метаста-бильными являются пересыщенное состояние пара, полученное путем его охлаждения или сжатия, аморфное (стеклообразное) состояние переохлажденной жидкости сложного химического строения, состояние смеси веществ, химическая реакция между которыми задержана низкой температурой, и т. п. Наиболее устойчивым при данных внешних условиях является другое состояние системы, для достижения которого требуется преодоление более или менее высокого энергетического барьера. Можно представить себе, что в простейшем случае при данных условиях соответствующая термодинамическая функция Е каждой частицы системы имеет график, показанный на рис. 18.68, а в роли функции Е выступает свободная энергия, если заданы температура и объем системы, или термодинамический потенциал, если заданы температура и давление. Минимум функции Е в точке А соответствует метастабильному состоянию, а более глубокий минимум в точке В — наиболее устойчивому состоянию. Частица системы ввиду того, что ее энергия имеет случайные отклонения от среднего значения (флуктуации), может преодолевать барьер между состояниями А к В и переходить из одного состояния в другое. Поскольку АЕ < АЕ (см. рис. 18.68, а), то вероятность перехода частиц из состояния А в состояние В выше вероятности обратного перехода. Таким образом, при данных условиях имеется тенденция к переходу многочастичной системы из относительно устойчивого состояния в наиболее устойчивое. Все же метастабильное состояние может существовать довольно продолжительное время, а иногда и практически неограниченно долго. Так, для многих полимеров образование кристаллической фазы из переохлажденной жидкости связано с преодолением столь высоких барьеров, что аморфное состояние сохраняется без видимых изменений десятки лет. [c.406]

В твердом состоянии полимеры могут быть кристаллическими или аморфными. Последние называют обычно смолами. Они могут быть природными (канифоль, шеллак, янтарь, битум и др.) или синтетическими (фенолформальдегидные, поливинилхлоридные, эпоксидные, полиэфирные и др.). По мере нагрева многие полимеры переходят из упруго хрупкого (стеклообразного) сначала в эластичное, затем в пластическое (вязкотекучее) состояние. Изменение состояния полимера может сопровождаться химическими превращениями молекул. В зависимости от того, имеют ли место такие превращения или нет, полимеры делятся на термопластичные и термореактивные. [c.41]

Из сказанного следует, что только стеклообразное состояние является тем единственным из физических состояний полимеров, которое может быть осуществлено у любых аморфных высокомолекулярных веществ. Рассмотрим теперь несколько подробнее причины таких важных свойств высокополимеров, как способность к течению и каучукоподобная эластичность. При деформации образца высокополимера, например при его растяжении, могут происходить два процесса. [c.47]

На рис. 6 представлена общая температурная зависимость условно определенного модуля упругости полимеров, известного по результатам многих испытаний. С повышением температуры модуль упругости падает, материал переходит из стеклообразного состояния в высокоэластическое, причем линейный полимер теряет свою упругость и переходит в вязко-текучее состояние. [c.15]

Когда полимер находится в стеклообразном состоянии, его строительные элем ы (макромолекулы) в целом тверды и не- [c.17]

Типичным проявлением высокоэластической нелинейности является зависимость модуля упругости от напряжения, или, точнее, зависимость G (t) или J (t) от напряжения. Для аморфного полимера в стеклообразном состоянии можно изобразить такую нелинейность графически так, как на рис. 15 и 16. Покажем, как нелинейность может оказаться, например, при рассмотрении переходной температурной области полимера (рис. 17) модуль упругости падает в области стеклообразного состояния быстрее при повышенном напряжении, а температура размягчения при повышенном напряжении смещается вниз. При выборе материала важно учитывать значение величины а2 (см. рис. 17). [c.21]

Необходимо также подчеркнуть влияние надрезов на усталость пластмасс. У большинства материалов усталостная прочность снижается в месте надреза вследствие концентрации напряжений в этом месте. Это особенно относится к материалам с большой чувствительностью к надрезам, какими являются термореактивные пластмассы, не содержащие волокнистых наполнителей [21], и аморфные полимеры в области стеклообразного состояния (рис. 73) [21 и 22]. [c.62]

Можно заключить, что ударная вязкость аморфных полимеров в области стеклообразного состояния ниже, чем кристаллических, и что ударная вязкость последних падает по мере повышения степени кристалличности. [c.70]

Из втой таблицы видно, что к твердому агрегатному состоянию относятся и кристаллическое и аморфное состояния. С точки же зрения термодинамики к твердому фазовому состоянию относится лишь кристаллическое состояние полимера, а аморфное (стеклообразное) состояние полимера рассматривается как жидкая фаза, другой разновидностью которой является расплав. [c.338]

Кристаллы полимеров могут формироваться непосредственно из их расплавов при охлаждении. Чаще расплав полимера с понижением температуры, переходя в твердое состояние, сохраняет аморфную структуру жидкости. Это стеклообразное состояние полимера устойчиво в связи с заторможенно- [c.220]

На примере термомеханической кривой линейных аморфных полимеров можно проследить изменение состояния полимера при различных температурах (рис. 4.1) область 1 роответствует стеклообразному состоянию полимера, II — высокоэластическому и [c.95]

Макромолекулы кристаллизуюш,ихся полимеров имеют регулярную структуру и отличаются достаточной гибкостью. Формирование пространственных решеток кристаллов начинается с перестроения внутри пачек. Гибкие пачки (риС 12.4, а) в результате многократного поворота на 180° складываются в ленты (рис. 12.4, б). Ленты, в свою очередь, присоединяясь друг к другу плоскими сторонами, образуют пластины (рис. 12.4, в). Наложение нескольких таких пластин приводит к образованию кристалла. Кристаллы полимеров могут формироваться непосредственно из их расплавов при охлаждении. Чаш е расплав полимера с понижением температуры, переходя в твердое состояние, сохраняет аморфную структуру жидкости. Это стеклообразное состояние полимера устойчиво в связи с заторможенностью теплового движения, громоздкостью макромолекул и значительной вязкостью расплава. [c.264]

При низких температурах в стеклообразном состоянии полимеры представляют собой идеально упругие материалы [2]. При более высоких температурах- проявляются эластические деформации [3], обычно представляющие собой деформации упругого последствия. В области высокой эластичности можно выделить подобласть, в которой 1) высокоэластические деформации развиваются лишь при напряжениях, превышающих некоторый предел, зависимый от скорости деформации 2) после снятия напряжений высокоэластические деформации исчезают со скоростью, на много порядков меньшей, чем при их развитии. Иногда спад высокоэластической деформации этого рода не обнаруживается в экспериментах при температуре опыта и происходит лишь при нагревании материалов [4]. Такие деформации Ю. С. Лазуркиным были названы выаужденно-эластическими [5J. В работе [5] также было предложено довольно удачное физическое объяснение процесса вынужденной эластичности на основе зависимости времени упругого последствия х от напряжений 0 и абс. температуры Т. Эта зависимость имеет вид [c.134]

Одним из основных путей развития современного полимерного материаловедения является нахождение способов создания материалов, обладающих заданным, часто необычным, сочетанием свойств. Это достигается структурным модифицированием существующих широко распространенных полимеров. Для конструкционных термопластов важнейшей задачей является создание материалов, сочетающих технологичность термопластичных полимеров с достаточно высокой жесткостью, теплостойкостью, статической прочностью и устойчивостью к ударным нагрузкам. Такое сочетание свойств реализуется в высококристаллических полимерах II и III групп (см. гл. I), структура которых в температурном интервале < Топ представляет собой жесткую кристаллическую фазу с небольшим объемом эластичной аморфной фазы. Большинство аморфных или аморфно-кристаллических полимеров с низкой степенью кристалличности, эксплуатируемых в стеклообразном состоянии (полимеры I группы), обладает низкой или нестабильной устойчивостью к ударным нагрузкам, особенно при наличии концентраторов напряжений. Это в первую очередь относится к таким технически важным полимерам, как полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид. Повысить ударную прочность таких полимеров без резкого снижения других показателей удается диспергированием в них небольшого количества эластичных полимеров, образующих эластичную дисперсную фазу в жесткой стеклообразной матрице термопластичного полимера. Такие гетерофазные термопластичные полимерные материалы получили название эластифицированных (ударопрочных) термопластов. [c.151]

Внешние воздействия оказывают более существенное и сложное влияние на полимеры, чем на металлы. Так, при незначительном изменении температуры полимеры из стеклообразного состояния переходят в высокоэластическое и вязкотекучее и наоборот. Поэтому в связи с переходом основной части работы треняя в тепловую энергию управление температурой в зоне контакта полимерных материалов представляет собой актуальную и трудную задачу. Влияние дефектов поверхности на прочность полимеров значительно сильнее, чем у металлов. Это требует внимательного отношения к условиям контактного [c.91]

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]

Долгов А. В., Малинин Н. И. О ползучести полимеров в стеклообразном состоянии.— ПМТФ, 1964, № 5, с. 75—82. [c.315]

Стеклообразное состояние. При понижении температуры кинетическая энергия теплового движения сегментов и звеньев макромолекул полимера уменьшается и все большее количество ван-дер-ва-альсовых и водородных связей становится устойчивым. В результате этого гибкость и подвижность макромолекул падает и полимер в определенном диапазоне температур переходит в стеклообразное состояние, в котором конформационные перестройки цепей не прр-исходят. [c.46]

Деформация прозрачного полимерного материала сопровождается образованием в нем оптической анизотропии. Механизм образования оптической анизотропии под действием напряжения связан с поляризуемостью отдельные атомов и частей макромолекул.. В стеклообразном и высокоэластическом состоянии оптическая анизотропия связана с поляризуемостью различных элементов структуры полимера, поэтому и оптическая чувствительность в этик состояниях различна. В стеклообразном состоянии происходит изменение межатомных расстояний и валентных углов полимерной цепи, поэтому оптическая чувствительность более связана с. поляризуемостью атомов цепи или отдельных звеньев. В высокоэластическом состоянии происходит раскручивание и ориентапия макромолекул, поэтому оптическая чувствительность связана в основном с поляризуемостью кшетичес1ких сетментов [24, 39, 74]. [c.18]

Общая картина деформации во всех температурных областях. На рнс. 4.91 изображена термомеханическая кривая ) аморфного полимера. При Т <с [юлимер — в стеклообразном состоянии, нри с Т С Tf — в высокоыастнческом, при Т > Tf — в вязко-текучем.. При Т а деформации малы и обратимы. При T g < Т С. Т деформации [c.340]

Модуль упругости у полимера в стеклообразном состоянии (рис. 4.94, о, б, в) имеет величину порядка 10 кГ1см , что меньше, чем у конструкционных металлов примерно в 100—200 раз, однако больше, чем у этого же полимера, но в высокоэластическом состоянии, примерно на три десятичных порядка. Модуль высокой эластичности в процессе воздействия нагрузки уменьшается, стремясь к равновесному Е . Динамический модуль упругости высокоэластичных полимеров зависит от скорости деформаций и частоты колебаний и складывается из двух частей [c.345]

Рис. 4 100. Зависимость температур Tf Tg н Tjjp от молекулярного веса полимера 1 — область хрупкого стеклообразного состояния, 2 — область вынужденно эластического стеклообразного состояния, 3 — область нысокоэластнчес <ого состояния, 4 — область вязко-текучего состояния [по Лазуркину Ю. С.].

Деформация полимеров в стеклообразном состоянии при напряжениях меньшетех, которые вызывают вынужденную эластичность. Выше обсуждалась деформация аморфных полимеров в стеклообразном состоянии при больших напряжениях, способных вызвать вынужденную эластичность. Рассмотрим теперь бегло [c.347]

Определяя температурную зависимость модуля упругости какого-либо конкретного аморфного линейного полимера в широком интервале температур (например, от —70 до +200° С), мы получим кривую (рис. ]]). В области стеклообразного состояния, когда значение G равно порядка 10 кПсм , происходит одно или несколько резких понижений G. Между областями стеклообразного и равновесно-высоко-эластического состояний имеется упомянутый выше переход, при котором G постепенно падает до 10 кПсм . У разных материалов эти зависимости различны, следовательно, на это влияет химическая и молекулярная структура полимеров. [c.17]

Так как многократно повторяющимся деформациям лучше сопротивляются материалы с низким модулем упругости и достаточной эластичностью, вязкие кристаллические полимеры обладают большей стойкостью к износу, чем аморфные полимеры в стеклообразном состоянии. После перехода аморфных полимеров в состояние каучукообразной эластичности их модуль упругости, правда, понижается, но одновременно понижается и механическая прочность. Улучшение стойкости к абразивному износу аморфных полимеров может быть достигнуто понижением переходной температуры с помощью пластификаторов, которые (помимо снижения модуля упругости) обеспечивают при температурах обычного применения материала и достаточную вязкость. [c.86]

Зависимость состояния эластомеров от температуры. Полимеры в зависимости от температуры могут быть в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем. Рассмотренное выше высокоэластичное состояние для разных эластомеров наблюдается в температурном интервале от температуры стеклования = —(20-н 70)° С до температуры пластичности = (150-н200)° С. Это рабочая область применения эластомеров. По мере понижения температуры внутреннее трение и соответствующие механические потери возрастают, достигая максимума при температуре 0 , называемой температурой стеклования. В некоторой переходной области вблизи в с при малой величине деформация постепенно меняет свой характер высокоэластичная деформация переходит в обычную для твердых тел упругую деформацию, а модуль упругости возврастает на 2—3 порядка. Эластомер перешел в стеклообразное состояние. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...