Физическое стеклообразное

В зависимости от температуры термопластичный полимер находится в каком-ли<5о одном физическом состоянии стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. [c.24]

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]

Существенную роль в описании свойств аморфных полимеров играет диаграмма деформационно-прочностных состояний (рис. 4.93). Как уже отмечалось, в зависимости от температуры аморфный материал находится в одном из трех физических состояний стеклообразном (на рис. 4.93—область упругих деформаций), высокоэластическом (на рис. 4.93 — область высокоэластических деформаций) и вязко-текучем (на рис. 4.93 — область необратимых деформаций). На рис. 4.93 изображены предельные напряжения, т. е. напряжения, при которых материал разрушается — по-разному в разных температурных областях. Все температурные границы смещаются к высоким температурам с увеличением скорости деформации (в особенности при ударе) и уменьшением продолжительности действия нагрузки. Проследим за поведением материала в каждой из температурных областей, рассматривая соответствующие диаграммы напряжений [c.341]

Поскольку большинство высокомолекулярных веществ в обычных условиях можно считать с точки зрения фазового состояния жидкостями, остановимся несколько подробнее на различных формах аморфного состояния этих веществ. Аморфные высокомолекулярные вещества с линейными молекулами в зависимости от условий могут находиться в трех физических состояниях — стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. [c.45]

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]

Полимерным связующим и пластическим массам на их основе обычно присущи три физических состояния вязко-текучее, высокоэластическое и твердое или стеклообразное, которые зависят от температуры и определяются величиной деформации. На температуру перехода полимера из одного состояния в другое оказывают влияние молекулярный вес и структура полимера, наличие пластификаторов, наполнителей и другие факторы. Переработка пластических масс осуществляется в основном, когда они находятся в вязко-текучем или высокоэластическом состоянии. [c.13]

Результаты численных расчетов нестационарного оплавления стеклообразных материалов показали, что из всех физических параметров, входящих в дифференциальные уравнения и граничные условия, на ход зависимости скорости уноса массы от времени Gz (т) влияют лишь теплопроводность материала (рис. 8-10) и его плотность. Изменение всех остальных параметров приводит лишь к отличиям в установившихся значениях скорости оплавления От. и температуре поверхности (рис. 8-11,а—в). [c.207]

Учитывая большие расхождения в теплофизических свойствах стеклообразных материалов, а также неточность их измерений даже для кварцевого стекла, целесообразно на первом этапе анализа ограничиться некоторыми заданными значениями физических параметров, а затем [c.214]

Основоположником учения о стеклообразном состоянии вещества является М. В. Ломоносов, который впервые осветил этот вопрос в Курсе истинной физической химии . [c.5]

По физическому состоянию вьщеляют полимеры стеклообразного, высокоэластичного и вязкотекучего состояний. Из-за высокой молекулярной массы полимеры не способны образовывать низковязкие жидкости или переходить в газообразное состояние. [c.61]

В лакокрасочных материалах, как правило, используются аморфные полимеры, которым присущи три физических состояния стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее, для каждого из которых характерен определенный комплекс физико-механических свойств. Возможность реализации определенного состояния зависит от химического строения и физической структуры макромолекул формы, размера и плотности упаковки. Условия перехода из одного состояния в другое в свою очередь определяются внешними факторами температурой, величиной и продолжительностью воздействия нагрузки, скоростью деформирования и др. Варьируя этими факторами, можно перевести полимер из одного физического состояния в другое, придавая ему требуемые механические свойства. [c.95]

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

Различие в физическом или фазовом состоянии полимеров обнаруживается на термокинетических кривых, отображающих изменение деформации материала пластика в результате приложения постоянной нагрузки при нагреве с постоянной скоростью. На кривых можно выделить три участка, соответствующих трем физическим состояниям (рис. 12.5, а). В области А полимер находится в твердом аморфном стеклообразном состоянии. Атомы и молекулы полимера, имеющего температуру, меньшую температуры стеклования совершают только тепловые колебательные движения около своих равновесных положений. Материалу при деформировании присущи упругие свойства. При температуре ниже температуры хрупкости полимер становится хрупким и его разрушение связано с разрывом химических связей в макромолекуле. Повышение температуры полимера выше увеличивает в нем частоту тепловых колебаний атомов, и отдельные сегменты макромолекул перемещаются, скрученные участки макромолекул выпрямляются. Макромолекулы ориентируются в направлении действия приложенного напряжения. Материал деформируется упруго. После снятия нагрузки макромолекулы под действием сил межмолекулярного взаимодействия принимают первоначаль- [c.265]

Рассмотрим влияние напряженно-деформированного состояния на проницаемость полимерных материалов, находяш,ихся в стеклообразном состоянии. Как известно, для жестких полимеров специфичной является способность к растрескиванию под влиянием физически активных сред и внешних растягивающих нагрузок. [c.85]

Основными факторами, обусловливающими временной характер процесса разрушения, являются температура и напряжение. Экспериментальные результаты по исследованию механического разрушения и термической деструкции ориентированных стеклообразных полимеров показали выделение в обоих случаях одних и тех же летучих продуктов и примерное равенство значений [8, с. 258]. Это свидетельствует о физическом сходстве процессов механического разрыва и термической деструкции. [c.113]

Таким образом, следует отметить, что принятый в наших расчетах порядок величин X, г, не противоречит их физическому смыслу и косвенно согласуется с данными других авторов. Что же касается изложенных представлений о механизме влияния физикохимических параметров жидкой среды и напряжения на долговременную прочность стеклообразных полимерных материалов, то они базируются на кинетических процессах разрушения, [c.160]

Макромолекулы в полимерном веществе не упакованы плотно, и мерой плотности упаковки является так называемый свободный объем, т.е. разность между фактическим удельным объемом вещества и теоретическим удельным объемом при самой плотной упаковке. При нагреве свободный объем увеличивается. В зависимости от свободного объема полимерное вещество находится в одном из физических состояний стеклообразном, высокоэластичном, вязкотекучем. Переходы из одного состояния в другое происходят без выделения или поглощения теплоты. Температуры переходов называются температурами стеклования ter и текучести <тек- [c.40]

Различия между физическими состояниями полимеров наглядно проявляются при деформировании (рис. 1.24). В стеклообразном состоянии I повороты вокруг связей в макромолекулах затруднены, полимер является [c.40]

Высокоэластическое состояние является промежуточным физическим состоянием между текучим и стеклообразным. Механические свойства резины в высокоэластическом состоянии обнаруживают элементы, свойственные как жидкому, так и твердому телу. Высокоэластическая деформация развивается под действием внешних сил как перемещение звеньев или групп звеньев макромолекулы, связанных в пространственную сетчатую структуру. Свободно перемещаться могут только отдельные участки цепных макромолекул при отсутствии заметного перемещения макромолекулы в целом. Деформация развивается путем последовательного перемещения сегментов каждого участка, т. е. протекает во времени. [c.25]

Термопласты при нормальной температуре могут находиться в одном из трех физических состояний стеклообразном, высокоэластическом, вязкотекучем. Все три состояния можно наблюдать на образце из аморфного термопласта после его сжатия и нагревания (рис. 4). [c.600]

Известно, что структура стекла и связанные с ней плотность, показатель преломления и иные физические характеристики зависят (помимо его состава) также от режима охлаждения, т. е. от скорости перехода от расплавленного к стеклообразному состоянию. При закалке режим быстрого охлаждения подбирают [c.135]

Линейные и разветвленные как аморфные, так и кристаллизующиеся полимеры могут находиться в трех различных физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем сшитые — в зависимост от частоты сшивки — в стеклообразной II высокоэластическом или только в стеклообразном. [c.99]

Халькогенидные стекла представляют собой бескислородные стеклообразные сплавы сульфидов, селенидов и теллу-ридов (т. е. халькогенидов), мышьяка, сурьмы, фосфора, висмута и таллия. Эти стекла могут быть получены путем самого различного сочетания указанных компонентов, т. е. это весьма обширная группа стекол, обладающих разнообразными физико-химическими, физическими, электрическими и оптическими свойствами. По своей природе эти стекла представляют собой систему непрерывного ряда твердых растворов, замещения, они имеют цепочечное строение, ближний порядок в расположении атомов и часто характеризуются наличием у них одновременно нескольких различных структур. [c.206]

Известно, что полимеры в зависимости от их строения и внешних условий могут находиться в двух фазовых состояниях аморфном и кристаллическом. Аморфное состояние, в свою очередь, подразделяется на три физических состояния стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее [3]. [c.122]

Смолы —применяемое в практике, хотя и не вполне строгое научное название обширной группы материалов, характеризующихся как некоторым сходством химической природы (это сложные смеси органических веществ, главным образом высокомолекуляр-)1ых), так и некоторыми общими для них физическими свойствами. При достаточно низких температурах смолы — это аморфные, стеклообразные массы, более или менее хрупкие. При нагреве смолы (если только они ранее не претерпевают химических изменений) размягчаются, становясь пластичными, а затем жидкими. Применяемые в электроизоляционной технике смолы большей частью нерастворимы в воде и мало гигроскопич)1Ы, но растворимы в близких по химической природе органических растворителях. Обычно смолы обладают клейкостью и при переходе из жидкого состояния в твердое (при охлаждении расплава или при испарении летучего растворителя из раствора) прочно прилипают к соприкасающимся с ними твердым телам. [c.107]

На набухании и растворении полимеров сказывается и их физическое состояние. Конечно, легче всего набухают и раство ряются полимеры в вязкотекучем и высокоэластическом состояниях, так как молекулы их связаны друг с другом наименее прочно. Значительно труднее растворяются стеклообразные полимеры. Сначала при контакте полимера с растворителем молекулы растворителя проникают в поверхностный слой полимера, что вызывает поверхностное набухание его. Набухший полимер начинает растворяться таким же образом, как и высокоэластичный полимер. Граница раздела между твердым полимером, в который еще не проник растворитель, и набухшим его слоем, постепенно продвигается внутрь со скоростью диффузии растворителя в стеклообразный полимер. [c.48]

Стеклообразные материалы отличаются от других покрытий большим разнообразием физических свойств (вязкости, плотности, теплопроводности и т. д.). Поэтому представляет интерес вопрос о влиянии этих свойств или их отклонения от заданных эталонных значений на основные параметры оплавления суммарную скорость уноса массы Gv и температуру разрушающейся поверхности Ту,. В расчетах предполагалось, что теплоемкость и плотность разных рецептур может отли- Чаться в 2—2,5 раза [c.206]

Механизм высокоэластичной деформации [22]. Высокоэластичное состояние является промежуточным физическим состоянием между жидким (текучим) и стеклообразным, поэтому в комплексе механических свойств эластомера можно обнаружить элементы свойств жидкого и стеклообразного тела. В простой жидкости молекулы легко перемещаются тепловым движением. Внешнее силовое поле дает преимущество перемещению в направлении поля, что приводит к возникновению макроскопически наблюдаемого течения жидкости. Развитие высокоэластичной деформации можно рассматривать как течение звеньев или групп звеньев макромолекулы под влиянием внешних сил. С этой точки зрения полимеры (и, в частности, эластомеры) близки к жидкостям. Однако, поскольку все звенья в цепи связаны, а цепи сшиты в пространственную сетчатую структуру, то их течение ограничено связями и не является необратимым. Это соответствует твердому состоянию тела. Таким образом, при высокоэластичном состоянии возможность свободного перемещения имеют только участки цепных макромолекул при отсутствии заметных перемещений макромолекулы в целом. Тепловые движения п эиводят к многочисленным-конформациям этих участков, при которых расстояние между узлами цепей пространственной сетки намного меньше контурной длины участков цепи. Под действием внешней силы цепи изменяют свои конформации, причем проекции участков в направлении деформации удлиняются (или сокращаются). Деформация развивается путем последовательного перемещения сегментов этих участков из одного положения в другое, т. е. протекает во времени [4, 49]. Этим объясняется отставание высокоэластичной деформации от изменения внешней нагрузки. Процесс перегруппировки сегментов сопровождается преодолением внутреннего трения и, следовательно, рассеянием механической энергии. После прекращения действия внешней силы участки цепи под действием теплового движения вновь вернутся в наиболее вероятное состояние сильно свернутых конформаций. По терминологии термодинамики переход в более вероятное состояние системы связан с возрастанием энтропии. Поэтому эластомеры имеют энтропийный характер деформации деформация связана с уменьшением энтропии, а возвращение в начальное положение — с увеличением ее. На основе законов термодинамики разработана статистическая (кинетическая) теория деформации и прочности полимеров, устанавливающая связь механических характеристик с температу-4 51 [c.51]

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]

Полиднсперсность, присущая полимерам, приводит к значительному разбросу показателей при определении физико-механических свойств полимерных материалов. ]Механические свойства полимеров (упругие, прочностные) зависят от их структуры, физического состояния, температуры и т. д. Полимеры могут находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. [c.439]

Полимеры с пространственной структурой находятся только в стеклообразном состоянии. Редкосетчатая структура позволяет получать полимеры в стеклообразном и высокоэластическом состояниях. Различные физические состояния полимера обнаруживаются при изменении его деформации с температурой. Графическая зависимость деформации, развивающейся за определенное время при заданном напряжении, от температуры называется термомеханической кривой (рис. 201). На кривых имеются три участка, соответствующие трем физическим состояниям. Средние температуры переходных областей называются температурами перехода. Для линейного некристаллизирующегося полимера (кривая 1) область / — область упругих деформаций (е = 2ч-5 %), связанная с изменением расстояния между частицами вещества. При температуре ниже полимер становится хрупким. Разрушение происходит в результате разрыва химических связей в макромолекуле. В области II небольшие напряжения вызывают перемещение отдельных сегментов макромолекул и их ориентацию в направлении действующей силы. После снятия нагрузки молекулы в результате действия межмолекулярных сил принимают первоначальную равновесную форму. Высокоэластическое состояние характеризуется значительными обратимыми деформациями (сотни процентов). Около точки кроме упругой и высокоэластической деформации возникает и пластическая. [c.440]

Различие в физическом или фазовом состоянии полимеров обнаруживается на термокинетических кривых, отображающих изменение деформации материала пластика в результате приложения постоянной нагрузки при нагревании с постоянной скоростью. На кривых можно вьщелигь три участка, соответствующих трем физическим состояниям (рис. 9.5, а). В области А полимер находится в твердом аморфном стеклообразном состоянии. Атомы и молекулы полимера, имеющего температуру, меньшую температуры стеклования Тс, совершают только тепловые колебательные движения около своих равновесных положений. Материалу при деформировании присущи упругие свойства. При температуре ниже температуры хрупкости (Т р) полимер становится хрупким и его разрушение связано с разрывом химических связей в макромолекуле. [c.221]

Деформационное поведение застеклованных полимеров наглядно иллюстрируется диаграммой растяжения, представляющей собой зависимость а = /(е). Вид деформационной кривой зависит от физического состояния полимера, а также и от условий деформации температуры и скорости нагружения. На рис. 4.4 и 4.5 представлены типичные деформационные кривые полимера в стеклообразном состоянии. Представленные кривые можно разделить на несколько участков, характеризующих различные стадии процесса деформации. Первый участок ОА (рис. 4.4) является в основном прямолинейным и соответствует упругой деформации, фор- [c.99]

Физико-механические свойства полимеров определяются структурой и физическим состоянием, которое в зависимости от температуры может быть стеклообразным, высокоэластйческим, вязкотекучим (гель). Стеклообразные полимеры представляют собой твердые аморфные вещества, атомы в которых находятся в равновесии и макромолекулы не перемещаются. Перемещение макромолекул полимера не наблюдается и в высокоэластическом состоянии, однако за счет подвижности отдельных звеньев молекулы приобретают способность изгибаться, что приводит при небольших нагрузках к значительным упругим и высокоэластичным деформациям. В вязкотекучем гелеобразном) состоянии все макромолекулы подвижны и полимеры отличаются от жидкостей лишь большей вязкостью. [c.147]

Полимер может находиться в одном из физических состояний в зависимости от температуры. По мере повышения температуры линейные и разветвленные полимеры переходят из стеклообразного в высокоэластичное и далее вязкотекучее состояние. Температура перехода из стеклообразного в вязкоэластичное состояние называется температурой стеклования, а температура перехода из высокоэластичного в вязкотекучее состояние—гаежиера-турой текучести. Эти граничные температуры являются очень важными характеристиками полимеров. [c.234]

Большинство полимеров или полностью аморфны или содержат аморфную компоненту, даже если они кристаллизуются. Такие полимеры ниже определенной температуры, известной как температура стеклования Т , являются твердыми и жесткими стеклами. При температуре выше Т , по крайней мере при малых или средних скоростях деформирования, аморфные полимеры представляют собой эластомеры или очень вязкие жидкости. В области стеклования механические свойства полимеров претерпевают наиболее резкие изменения. Так, модуль упругости может измениться более чем в тысячу раз. Поэтому аморфных полимеров является их важнейшей характеристикой с точки зрения механических свойств. В области заметно изменяются и другие физические свойства полимеров — коэффициент термического расширения [20, 21], теплоемкость [20, 22], коэффициент преломления [23], магнитные [27] и электрические свойства [25—27]. Таблица значений Т . важнейших полимеров приведена в Приложении 3. Эластомеры или каучуки имеют ниже, а жесткие стеклообразные полимеры — выше комнатной температуры. Значение Тс может варьироваться от —123 °С для полидиметилсилок-сана до 100 °С для полистирола и до 300 °С или даже выше температуры деструкции для жесткоцепных плотно сшитых поли- [c.23]

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]

Физические состояния полвмер<ш. В зависимости от температуры и механических воздействий полимеры могут находиться в жидком или твердом агрегатном состоянии, аморфном или кристаллическом фазовом состоянии. Существует структурное и термодинамическое понятие фазы. С точки зрения структуры фазы различаются порядком во взаимном расположении молекул, от которого зависит энергия межмоле-кулярного взаимодействия и подвижность элементов структуры. В жидком фазовом состоянии (см. подразд. 1.2) находятся жидкости и аморфные (стеклообразные) твердые тела. Для них характерно упорядоченное расположение частиц на расстояниях, соизмеримых с размерами молекул (о такой структуре говорят имеет ближний порядок ). Для кристаллического состояния полимеров характерно наличие дальнего порядка в расположении их макромолекул. Структуру стеклообразных полимеров рассматривают как переохлажденное структурно-жидкое состояние. Оно термодинамически не стабильно, но практически вполне устойчиво. Некоторые полимеры отличаются способностью перехода из этого состояния в частично кристаллическое со смешанной структурой. [c.63]

Границы между физическими состояниями ( , р) назьшают фазовыми переходами. Температура стеклования 9с характеризует переход от стеклообразного состояния к высокоэластическому, температура плавления Эщ, — от кристаллического к вязкотекучему (расплаву), температура кристаллизации Окр — от расплава к частично кристаллическому, температура текучести 9т — от высокоэластического к вязкотекучему. Температуры фазовых переходов зависят от давления и характера нагрузок. [c.64]

Физические свойства высокомолекулярных соединений во многом зависят от степени полимеризации, т. е. от среднего числа молекул мономера, связанных в макромолекуле. С увеличением степени полимеризации повышаются твердость полимерного соединения и химическая стойкость. Это можно продемонстрировать на примере полистирола. При степени иолимеризацин, равной 2—10, полимер жидкий или твердый частично кристаллизуется, хрупкий растворяется в бензоле быстро без набухания, образуя низковязкий раствор. С увеличением степени полимерпзацни до 10—100 полимер после осаждения образует порошок, который слабо набухает в бензоле, образует низковязкий раствор, используется для приготовления лаков. При степени полимеризации 100—500 полимер получается в виде коротких нитей. Он вязкий, стеклообразный, после набухания в бензоле образует вязкий раствор, используемый в композициях для литья термопластической массы. В случае степени полимеризации, равной 500—15 000, после осаждения образуются длинные нити очень вязкого, аморфного материала. При взаимодействии с бензолом полистирол набухает, растворяется медленно, образуя высоковязкий раствор, который применяется для изготовления пленок и лент. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...