Прочность межмолекулярных связей

Для уменьшения КТР защитных покрытий и заливочных материалов, армирование которых волокнами не всегда возможно, прибегают к наполнению полимеров порошками окислов, чистых металлов, слюды, талька, графита, сажи и др., которые также проявляют эффект армирования, хотя и более слабый, чем волокнистые материалы. Кроме того, если для данного полимера наполнитель является активным, то он может зашивать на свою поверхность активные группы полимерных молекул, увеличивая частоту пространственной сшивки полимера (прочность межмолекулярных связей) и тем самым уменьшая его КТР. Обычно таким образом удается снизить КТР полимера в несколько раз. [c.137]

Оур определяется прочностью химических связей внутри молекулы, которая, как уже указывалось, значительно превышает прочность межмолекулярных связей, и лишь при очень больших молекулах прочность этих связей может превзойти [c.346]

Вязкость является одной из важнейших физико-химических характеристик жидкостей знание ее необходимо не только для решения многих прикладных вопросов, но и понимания структуры жидкостей. Вязкость жидкости характеризует подвижность ее частиц и обусловлена силами сцепления между ними. Повышенная прочность межмолекулярных связей в структуре воды служит причиной того, что ее вязкость значительно больше вязкости многих жидкостей, молекулы которых имеют значительно большие размеры, чем молекула воды. [c.27]

Различают две группы межатомных и межмолекулярных связей, имеющих электрическую природу 1) физические (ван-дер-ваальсовские) и 2) химические (ионная, ковалентная, металлическая, водородная, донорно-акцепторная и их сочетания). Прочность химических связей (энергия, требуемая для разъединения вещества на отдельные молекулы, атомы или ионы) составляет десятки и сотни килоджоулей, а физических — доли и единицы килоджоуля. [c.433]

Материалы на основе полиамидов. Широкое применение в различных узлах трения находят антифрикционные композиционные материалы на основе полиамидов. Полиамиды благодаря наличию в основной полимерной цепи амидных фупп - NH- O- и, как следствие этого, сильных межмолекулярных связей отличаются от большинства промышленных полимеров высокими механическими свойствами, жесткостью, твердостью и стойкостью к ударным нагрузкам, повышенной усталостной прочностью и радиационной стойкостью. [c.30]

В полимерах наблюдается так называемое набухание, состоящее в проникновении в них газа или жидкости, находящихся в контакте с ними. В набухшем полимере возрастает объем, понижается прочность, но эластические и пластические деформации возрастают. При увеличении степени набухания происходит ослабление межмолекулярных связей и начинается растворение полимера в растворителе, ничем не ограниченное в случае, если полимер имеет аморфную структуру. Полимеры с высокой степенью кристалличности растворимостью обладают лишь при температуре, близкой к температуре плавления кристаллов. [c.339]

С увеличением содержания наполнителя в смеси прочность образцов во всех случах снижается. Снижение прочности объясняется ослаблением межмолекулярных связей политетрафторэтилена. Чем больше наполнителя, тем слабее эти связи и тем меньше прочность материала. [c.45]

Гибкие макромолекулы е высокой прочностью вдоль цепи и слабыми межмолекулярными связями обеспечивают эластичность материала, способность его размягчаться ири нагреве, а при охлаждении вновь затвердевать (полиэтилен, полиамиды и др.). [c.436]

За счет полярности энергия межмолекулярных связей в поливинилхлориде больше, чем в полиэтилене. Поливинилхлорид, имея прочность при растяжении 100—200 МПа, прочнее полиэтилена (20—45 МПа). Полярные полимеры жесткие, теплостойкие, но в отличие от неполярных их морозостойкость низкая. [c.219]

Причиной разрушения монослоя может быть также нарушение сцепления между волокнами и полимерными связующими. В общем случае нагружения на контактную поверхность между волокнами и связующим одновременно действуют как нормальные, так и касательные напряжения, и для оценки прочности необходимо применить соответствующий критерий, учитывающий взаимодействие этих напряжений. Для составления критерия прочности сцепления используется допущение, что межмолекулярные связи разрушаются только при растяжении. Растяжение связей происходит в тех случаях, когда на контактную поверхность действуют нормальные растягивающие напряжения а , касательные напряжения т или комбинации этих напряжений. Воздействие всех остальных напряжений не вызывает удлинение межмолекулярных связей и, следовательно, в этом случае разрушение начинается не на контактной поверхности, а В объеме одного из контактирующих материалов. При таких допущениях из обобщенного критерия прочности [8] вытекает следующий критерий прочности сцепления между волокнами и связующим [c.294]

По форме макромолекул полимеры делятся на линейные, разветвленные, лестничные и пространственные. Линейные макромолекулы (рис. 8.1, а) представляют собой длинные зигзагообразные или закрученные в спираль цепочки с высокой прочностью химических связей вдоль цепи и слабыми межмолекулярными связями. Разветвленные макромолекулы (рис 8.1, б) характеризуются наличием боковых ответвлений от основной молекулярной цепи. Лестничный полимер имеет макромолекулу, состоящую из двух молекулярных цепей, соединенных химическими связями (рис. 8.1, в). Пространственные (сетчатые) полимеры (рис. 8.1, г) образуются при соединении молекулярных цепей между собой в поперечном направлении. В результате образуется пространственная сетчатая структура с различной частотой сетки. Частным случаем сетчатых являются паркетные (пластинчатые) полимеры (рис. 8.1,г). [c.232]

Клеевые соединения во многих случаях эксплуатируются в условиях действия высоких температур, агрессивных сред, атмосферных факторов, а межмолекулярные связи в этих условиях оказываются недостаточно устойчивыми. Наиболее высокую прочность соединения достигают с помощью такого клея, который обеспечивает образование межатомных связей между ним и склеиваемым материалом [5, S. 43]. [c.450]

Если бы адгезия определялась только молекулярными силами, то процесс формирования и нарушения адгезии был бы обратимым при отсутствии побочных явлений в ходе отрыва пленки. Тогда адгезия была бы равна адгезионной прочности. Фактически процесс возникновения и нарушения адгезии пленок не является обратимым, так как помимо межмолекулярных связей суш ествуют и другие, а часть внешнего усилия расходуется не только на преодоление адгезии. [c.100]

Формула (У,7) дает возможность определить адгезионную прочность в процессе формирования адгезии. После формирования контакта адгезия обусловлена химическими и межмолекулярными связями, которые реализуются с частотой [c.218]

Поведение материала под действием внешних нагрузок зависит от его химического строения и структуры. Так, прочность полимера при растяжении зависит от сил взаимодействия между атомами и молекулами, т. е. от прочности химических (валентных) связей в макромолекуле и межмолекулярных связей. Прочность химических связей характеризуется энергией связи (в Дж/моль), а силы межмолекулярного взаимодействия — энергией когезии. Энергия когезии значительно меньше энергии химических связей, однако вследствие суммарного действия межмолекулярных сил их вклад в общую прочность материала может быть доминирующим. [c.12]

Прочность пленок, как известно, зависит от типа исходного полимера, его молекулярной массы и молекулярно-массового распределения, степени разветвленности и поперечного сшивания, гибкости цепей и степени ориентации и т. д. В связи с этим пленки полимера одной и той же химической формулы могут иметь различные прочностные характеристики в зависимости от технологии изготовления полимера и пленки. Поэтому при выборе типа пленки необходимо учитывать особенности технологии ее изготовления. Так, увеличен е прочности пленок достигается в результате их ориентационной вытяжки. Это объясняется тем, что при механическом растяжении макромолекулы вытягиваются в направлении приложенной силы, располагаясь параллельно друг другу, т. е. происходит ориентация структурных элементов вдоль силового поля. Возникающие при этом силы межмолекулярного взаимодействия в сумме могут превысить прочность химических связей- Однако одноосная ориентационная вытяжка приводит к анизотропии свойств пленки в направлении вытяжки и поперек. Поэтому на практике применяют более сложные схемы вытяжки, например одноосное, растяжение при сокращении ширины пленки. При этом повышается относительное удлинение пленки при разрыве в перпендикулярном, и диагональном направлениях. Именно такие пленки желательно применять в производстве обмоточных проводов. [c.101]

При спекании вследствие температурной подвижности атомов между частицами возникают прочные межмолекулярные связи, что повышает механическую прочность брикета. [c.193]

С. Н. Журковым разработана флуктуационная теория прочности полимеров, согласно которой разрыв полимерного материала под действием внешних сил является процессом, протекающим в зависимости от времени. Скорость его зависит от соотношения энергии межмолекулярных связей и тепловых флуктуаций Разрыв происходит вследствие тепловых флуктуаций, а растягивающее напряжение способствует флуктуационному процессу. Разрыв всегда происходит по химическим связям. Любое упрочнение структуры полимера приводит к более согласованному сопротивлению линейных молекул их разрыву, поэтому, например, при ориентации прочность материала повышается. При деформации полимерных материалов так же, как и для металлов, наблюдается статическая и динамическая выносливость. Зависимость долговечности полимера от напрян ения, температуры и структуры выражается, формулой [c.401]

Предельная величина объемной прочности жидкостей оценивается по силам межмолекулярных связей [64] (что для воды, налример, дает величину порядка 1 ГПа), либо по минимуму изотермы, экстраполированной в область отрицательных давлений [65] (что для воды дает 0,3 ГПа). Прочность жидкости может быть измерена, если организовать эксперимент таким образом, чтобы исключить боковое сужение образца при его продольном растяжении [65, 66]. Измерения показали, что реальные значения объемной прочности жидкостей на [c.212]

О влиянии температуры на прочность полимерных материалов будет сказано ниже. Здесь же отметим исследования прочности резин при повышенных температурах. При изучении вопросов влияния температуры на скорость разрушения ненаполненных резин Г. М. Бартенев (1958—1964) показал, что с повышением температуры увеличивается скорость образования и роста треш ин и надрывов. В этих же работах проведено исследование влияния температуры на временную зависимость прочности резин в интервале от 20 до 140° С. Установлено сложное влияние температуры на долговечность, и указан диапазон практически безопасных нагрузок. Было показано, что температурно-временные зависимости для резин отличаются от таковых для твердых полимеров, причем при высоких температурах (90—140° С) в области больших долговечностей наблюдается отклонение кривых временной зависимости прочности от линейной (в координатах 1д т — lg <7), что, по-видимому, связано с изменением структуры в поверхностном слое образцов под действием процессов деструкции. Кроме того, в отличие от твердых тел (Г. М. Бартенев, 1964), напряжение оказывает незначительное влияние на энергию активации, которая для резин принимает довольно низкое значение это связано, по-видимому, с тем, что кинетику процесса разрушения резин определяют главным образом межмолекулярные связи. [c.421]

В общем случае нагружения на контактную поверхность между волокнами и связующим одновременно действуют как нормальные, так и касательные напряжения, и для оценки прочности сцепления необходимо применить соответствующий критерий, учитывающий взаимодействие этих напряжений. Предположим, что межмолекулярные связи разрушаются только при растяжении. Растяжение связей происходит в тех случаях, когда действуют нормальные растягивающие напряжения Ог, касательные напряжения или комбинации этих напряжений. Воздействие всех остальных напряжений не вызывает удлинение межмолекулярных связей и, следовательно, при этом разрушение не начинается на контактной поверхности, а возникает в объеме одного из контактирующих материалов. [c.132]

Характер разрушения зависит от того, какого типа связи и каким образом рвутся при разрушении материала в заданных условиях деформации. Так, линейные несшитые полимеры могут разрываться двумя способами путем скольжения молекулярных цепей относительно друг друга при разрыве межмолекулярных связей и путем разрыва молекул (нарушения сил главных валентностей). Было показано [24], что с повышением степени полимеризации прочность полимеров растет, достигая предельного. для данного типа углеводородной цепи значения. При малых степенях полимеризации разрушение происходит путем растаскивания полимерных молекул. При высоких степенях полимеризации число межмолекулярных связей настолько велико, что легче разорвать более сильные связи первичных валентностей (в цепях), чем заставить цепи скользить относительно друг друга, и разрушение происходит вследствие [c.190]

Адсорбционное понижение прочности вследствие обратимого физикохимического воздействия среды отмечается для всех типов твердых тел, в том числе и для наполненных полимеров. Природа этого явления заключается в разупрочняющем влиянии инородных атомов на силы сцепления в поверхностном слое, облегчении перестройки межмолекулярных связей. Снижение поверхностной энергии твердого тела в присутствии ПАВ облегчает работу создания новых поверхностей в ходе деформации тела. [c.119]

Реальная прочность материала в образцах или в составе конструкций на один-два порядка и более отличается от теоретически достижимой прочности, определяемой межатомными (межмолекулярными) связями . Снижение прочности объясняется наличием дефектов, в частности дислокаций, приводящих к пластическому течению при относительно малых напряжениях, и трещин, в результате развития которых может наступить хрупкое или квазихрупкое разрушение, т. е. разрушение без заметных пластических деформаций. [c.4]

В литературе приводятся данные о временной зависимости прочности полимеров, которые не подчиняются уравнению Журкова, Основной причиной отклонения считают изменение коэффициента у в формуле (2.7). Естественно, что и в исследованных нами случаях при проявлении вынужденно-эластических и высокоэластических деформаций следует ожидать уменьшения у, соответствующего упрочнения материала и изменения наклона прямых в координатах 1 т = /(а). Однако, если обратиться к зависимостям е = /(о) (см. рис. 2.140), то легко обнаружить, что и в области температур, при которых относительные удлинения при разрыве сокращаются с уменьшением напряжений, и также снижается. Нам представляется, что в данном случае снижение 11 в основном связано с изменением механизма разрушения полимера (возрастает вклад разрыва межмолекулярных связей в развитие трещин разрушения). [c.103]

Таким образом, прочность клеевых соединений определяется химическими и межмолекулярными силами притяжения элементарных частиц клея и склеиваемого материала. В начальной стадии процесса, когда силы взаимодействия, обусловленные смачиванием и межмолекулярным взаимодействием частиц, в основном слабы, прочность клеевого соединения мала. Далее при возникновении химических связей прочность увеличивается. [c.16]

Гибкие макромолекулы линейных полимеров с высокой прочностью вдоль цени и слабыми межмолекулярными связями обеспечивают эластичность материала. Шогие такие полимеры растворяются в растворителях. На физико-механические и химические свойства линейного полимера влияет плотность упаковки молекул в единице объема. При 17лотиой упаковке возникает более сильное межмолекулярное притяжение, что приво,цит к повышению плотности, прочности, температуры размягчения и уменьшению растворимости. Линейные полимеры являются наиболее подходящими ДЛЯ получения волокон и пленок (например, полиэтилен, полиамиды и др.). [c.21]

ХРУПКОСТЬ—свойство материала разрушаться при небольшой (преим. упругой) деформации под действием напряжений, ср. уровень к-рых ниже предела текучести. Образование хрупкой трещины и развитие процесса хрупкого разрушения связаны с появлением малых локальных зон пластич. деформации (см. Прочность твёрдых тел). Относит, доля упругой и пластич. деформации при хрупком разрушении зависит от свойств материала (характера. межатомных и межмолекулярных связей, микро- и криеталлич. структуры) и условий работы. Приложение растягивающих напряжений по трём гл. осям (трёхосное напряжённое состояние), концентрация напряжений в местах резкого изменения сечения детали, понижение темп-ры и увеличение скорости нагружения, а также повышение запаса упругой энергии нагруженной конструкции способствуют переходу материала в хрупкое состояние. Напр., существенно упругий материал мрамор, хрупко разрушающийся при растяжении, в условиях несимметричного по трём гл. осям сжатия ведёт себя как пластичный материал чем выше концентрация напряжений, тем сильнее проявляется X. материала, и т. д. [c.417]

В процессе изготовления покрышки окончательное соединение деталей достигается их совулканизацией. Процесс совулканиза-ции включает диффузионное перемеш,ение молекул и их участков особенно интенсивно в начальный период вулканизации, когда температура в зоне контакта не достигла еш,е значений, при которых начинается образование поперечных связей. Ди(] узия прерывается накладываюш,имся на нее процессом вулканизации, закрепляющим продиффундировавшие молекулы или их участки прочными химическими связями. Это приводит к значительному повышению прочности связи в граничном слое между деталями, в которых продиффундировавшие участки молекул имели слабые межмолекулярные связи. [c.113]

Слабые межмолекулярные связи в волокнах-упрочнителях — причина низкой прочности и жесткости органоволокнитов при сжатии. [c.294]

Трансверсальный модуль упругости ориентированного пбли-мера обычно меньше модуля упругости неориентированного полимера Ей [238, 260, 261, 264, 2651. Понижение Ет с ростом степени ориентации значительно меньше, чем увеличение Е , так как и т-, и Ец определяются главным образом межмолекулярными связями. Однако для хрупких стеклообразных полимеров, таких как полистирол, Ет может оказаться значительно меньше Ец [266]. По-видимому, низкое значение Ет является кажущимся и обусловлено образованием трещин в направлении, параллельном ориентации. Чрезвычайно трудно получить высокоориентированные образцы такого полимера, не содержащие трещин. Результатом возникновения нежелательных микротрещин при ориентации стеклообразных хрупких полимеров является также низкая трансверсальная прочность таких полимеров. [c.122]

При образовании соединений с водородной связью силовые постоянные групп, между которыми образуется водородная связь, заметно изменяются. Например, полосы валентных колебаний групп-доноров протонов смещаются в сторону более низких частот, чем у мономера, причем смещение обычно сопровождается увеличением интенсивности и ширины полос. Если для мономерных молекул характеристическая частота колебаний гидроксильной группы составляет около 3600 см- , то при ассоциации она может смещаться в область 2500—3300 см . Для слабой межмолекулярной связи частоты колебаний гидроксильной группы ОН по-нилоются на 300—400 см , а сильной — на величину >500 см . При этом следует учитывать, что на прочность водородной связи может оказываться сильное воздействие используемый растворитель. По величине сдвига часто судят о прочности водородной связи. Например, для фенолов существует следующая эмпирическая зависимость [c.216]

Полиамиды с молекулярным весом 10 ООО и больше легко подвергаются холодной вытяжке или растяжению при сравнительно низких температурах это облегчает ориентацию молекз л и значительно увеличивает предел прочности полимера при растяжении. При нечетном числе атомов в углеродной цепи полимерной молекулы количество образующихся межмолекулярных связей меньше, и полимеры плавятся при более низкой температуре. [c.37]

Межмолекулярная связь (силы Ван-дер-Ваальса) характеризуется силой притяжения молекул в веществе между собой. Взаимодействие между низкомолекулярными и особенно высокомолекулярными молекулами, связывающими их в молярные структуры (мицеллы, фибриллы, сфероллиты, глобулы, микрокристаллы), имеет определяющее значение для диэлектрических, механических и некоторых физических свойств (прочность, твердость, эластичность, коэффициент преломления, прозрачность, влаго-проницаемость, адгезия). Эти силы связи характеризуются у полимеров как силы молекулярной когезии и для различных молекулярных групп имеют различное значение (табл. 1.10). Они носят название сил Ван-дер-Ваальса, по имени голландского физика, опубликовавшего в 1873 г. работу по этому вопросу. [c.35]

Вулканизация — это процесс обработки отформованной сырой резиновой смеси серой, металлическим натрием или диаминобензолог 5. Различают горячую и холодную вулканизацию. При горячей вулканизации резиновую смесь выдерживают при температуре 130—150 С под давлением 9,81-10 —40-10 Н/м (1—4 ат). Вулканизаторы, находяш,иеся в резиновой смеси, взаимодействуют с макромолекулами каучука и образуют межмолекулярные связи. При этом теряется пластичность каучука, изделия приобретают повышенную механическую прочность, упругость и износостойкость. Для вулканизации применяют специальные вулканизационные котлы, автоклавы, прессы. При холодной вулканизации каучук обрабатывают pa твopш I полухлористой серы. В результате изделия становятся прочными и эластичными. [c.341]

По Б. А. Догадкину [486, 487], при очень медленном деформировании рвутся только первичные (химические) связи пространственной сетки. Более быстрое (неравновесное) деформирование приводит к разрыву вторичных (межмолекулярных) связей. Вследствие этого условно-равновесный модуль определяется в основном густотой вулканизационной сетки, а неравновесные модули — составом резиновой смеси (природой и содержанием физически реагирующих ее компонентов). Получаются неодинаковые значения прочности вулканизатов разной полярности при одинаковой густоте сетки [446, 447], Межмолекулярное взаимодействие определяет внутреннее трение в системе. Таким образом, прочность оказывается функцией внутреннего трения. Разрывы межмолекулярных связей происходят в процессе деформирования сплошной среды еще в период, предшествующий видимому нарушению сплошности [178, 370, 486, 487], Межмолекулярное взаимодействие существенно зависит от химического строения полимера, а последнее обусловливает его степень упорядоченности, возникающую при деформировании. Прочность полимерных материалов в процессе ориентации заметно изменяется. Влияние упорядочения структуры и молекулярной ориентации при деформации резин отмечено Б. А. Догадкиным и сотр. [486, 487]. [c.191]

Многочисленными исследованиями установлено, что для большинства термопластов, представляющих собой совокупность собранных в пачки длинных нитевидных молекул и находящихся в стекловидном, а в некоторых случаях и в высокоэластическом состояниях, силы межмолекулярного взаимодействия превышают прочность химической связи между двумя соседними атомами основной цепи макромолекул, которая лежит в пределе (4- -6) 10 дн/связъ. Поэтому при действии механических напряжений, особенно при высоких скоростях нагружения, разрушение материала происходит преимущественно в результате разрыва макромолекул (что приводит к снижению молекулярного веса полимера), а не в результате перемещения их относительно друг друга. Этот механизм разрушения термопластов получил название механокрекинг . Механокрекинг проявляется при любых воздействиях на полимер, при смешении, вальцевании, механической обработке резанием, многократных деформациях. Даже в таком эластичном материале, как полиизобутилен, при [c.196]

Развиваемые в последние годы представления [6—12, 15, 17] о квазисетчатом строении аморфных полимеров линейного строения, согласно которым в полимере имеются так называемые физические узлы, образованные межмолекулярными связями нехимического происхождения, позволили использовать некоторые положения кинетической теории упругости для объяснения явлений, сопутствующих ориентационной вытяжке аморфных полимеров. Природа межмолекулярных связей в таких полимерах различна взаимодействие полярных групп [10], водородные связи, переплетения или перехлесты полимерных цепей [12, 14] и т. д. Возможность применения квазисетчатой модели при исследовании линейных полимеров обусловливается сходством ряда показателей этих полимеров с характеристиками редкосетчатых полимеров. К таким характеристикам относятся деформативность и прочность в эластическом состоянии, фотоупругие свойства и др. В то же время отмечается ряд [c.114]

Так, Дебройн [58] пытался вычислить прочность адсорбционной связи, исходя из энергии взаимодействия двух веществ. Используя данные Гаркинса (энергия взаимодействия Т102 с водой равна 334 эрг см ) и принимая расстояние эффективного взаимодействия межмолекулярных сил равным 2-10- см, он получил силу взаимодействия 16 Т/см . Это конечно очень большая сила, которая вполне может обеспечить высокую адгезию. [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...