Молекулярная структура полимеров

При вулканизации изменяется молекулярная структура полимера (образуется пространственная сетка), что влечет за собой изменение его физико-механических свойств резко возрастает прочность при растяжении и эластичность каучука, а пластичность почти полностью исчезает (например, натуральный каучук имеет Ов = 1,0-г-1,5 МПа, после вулканизации Ов = 35 МПа) увеличиваются твердость, сопротивление износу. Многие каучуки растворимы в растворителях, резины только набухают в них и более стойки к химикатам. Резины имеют более высокую теплостойкость (НК размягчается при температуре 90 °С, резина работает при температуре свыше 100 °С). [c.484]

Молекулярная структура полимеров [c.216]

С целью определения влияния молекулярной структуры полимера на энергию активации приняты следующие допущения [c.30]

Известно очень мало данных о влиянии химической и физической структуры полимеров на их выносливость. Влияние некоторых структурных факторов на механические потери полимеров рассмотрены в гл. 4. Однако практически не установлено никакой связи между химической и молекулярной структурой полимеров и условиями образования и прорастания трещин. Связь между образованием трещин и наличием неоднородностей структуры и дефектов коротко рассмотрена в гл. 5. Обычно факторы, повышающие прочность полимеров, обусловливают также возрастание выносливости. Так, при увеличении молекулярной массы полимеров их выносливость возрастает до определенного предела [47, 48]. Выносливость повышается также при уменьшении вероятности образования микротрещин, например при ориентации в направлении, параллельном прикладываемому напряжению [49]. Ориентация заметно влияет на выносливость деталей из полипропилена, получаемых литьем под давлением и подвергаемых при эксплуатации многократному изгибу. Поскольку выносливость в решающей степени определяется прорастанием трещин, надрезы и царапины на образцах могут вызвать резкое уменьшение выносливости, особенно в материалах, чувствительных к надрезам. В полимерных волокнах и вулканизованных каучуках усталостное разрушение сопровождается разрывом полимерных цепей и образованием свободных радикалов. [c.206]

Элементы структуры конструкционных материалов весьма разнообразны и их размеры изменяются в широком диапазоне — от размеров атомов и молекул до размеров деталей или элементов конструкции. Характерные масштабы структуры приведены схематически на рис. 4.1 [96. Отвлекаясь от квантово-механических явлений, начнем перечисление с уровня кристаллической решетки 1 с характерным масштабом порядка 10 . .. 10 м. Более широкий диапазон 2 занимает молекулярная структура полимеров. Характерный масштаб дислокаций 3 имеет порядок 10 . .. 10 м, а среднее расстояние между дислокациями 4 лежит в широком диапазоне 10" . ... .. 10 м. Перечисленные элементы структуры служат предметом рассмотрения физики твердого тела. При этом раздел физики твердого тела — континуальная теория дислокаций — является пограничной областью между физикой твердого тела и механикой сплошной среды. [c.119]

Отличительным признаком второго вида молекулярной структуры полимера является разветвленное т ь, выражающаяся в наличии боковых цепей. В случае больших боковых разветвлений при сравнительно короткой цепи возникает хрупкость. Растворимость материалов, состоящих из таких макромолекул, плохая они, скорее, набухают, чем растворяются. Примером подобной структуры может служить бакелит в стадии В . [c.36]

При вулканизации изменяется молекулярная структура полимера (образуется пространственная сетка), что влечет изменение его физико-механических свойств резко возрастает прочность при растяжении и эластичность каучука, а пластичность почти полностью исчезает (например, натуральный каучук имеет =0,10-1- [c.440]

Анализ опытных данных по диффузии в. ненапряженном состо-я-нии ПО Ка ал, что процесс переноса среды зависит от молекулярной структуры полимера и диффундирующей среды для ПЭ н. п. в среде № 1 при / = 0,5 лл и 20°С 0 = 7,11 10 а для ПЭ в. п. в той [c.35]

Совокупность характеристик, определяющих поведение полимеров в электрическом поле ( пр. (>и, Р.,, и tg 6), в значительной мере зависит от полярности звеньев макромолекул, наличия остаточных реакционноспособных (функциональных) групп и различных примесей и изменяется от температуры, частоты, амплитуды внешнего электрического поля. Диэлектрические свойства полимеров связаны с их строением, молекулярной структурой и зависят от температуры. [c.203]

При старении пластических материалов могут изменяться структура, молекулярный вес, химический состав, взаимодействие макромолекул, определяющие физико-механические свойства этих материалов. При старении в результате деструкции часто уменьшаются длина цепи и молекулярный вес полимеров, что существенно ухудшает их механические свойства снижает прочность при растяжении, увеличивает хрупкость при низких температурах, снижает стойкость к истиранию и т. д. В резуль- [c.18]

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]

В качестве компонентов теплозащитных материалов часто применяются полимеры. Это вещества с большой молекулярной массой, равной десяткам и сотням тысяч, а иногда и миллионам, причем макромолекулы полимеров состоят из большого числа одинаковых элементов А (мономерных единиц) с низкой молекулярной массой. Структура полимеров может быть линейной —А—А—А—А— или сетчатой [c.139]

Пластмассы с ориентированной молекулярной структурой под действием нагрузки, приложенной вдоль направления ориентации, разрушаются без пластической деформации — хрупко (см. рис. 12.6, б). На кривой зависимости напряжения от деформации для кристаллических полимеров переходы выражены более резко (рис. 12.7). [c.267]

Исследования последних лет в области полимеров можно разделить на три основных направления. Первое заключается в создании новых методов синтеза полимеров, управления ходом этих реакций с целью формирования полимерных молекул заданного состава и структуры. Второе направление связано с изучением структуры и свойств полимеров и полимерных материалов для оптимальной трансформации их молекулярной структуры в полезные свойства материалов. Третье направление связано с процессами переработки полимеров в изделия, поскольку они являются дополнительными факторами коррекции структуры и свойств материалов. [c.608]

Промышленные и исследовательские лаборатории в последнее время делают больший упор на выявление связи между механическими свойствами полимеров и их структурой и на расширение возможностей их применения, чем на синтез новых полимеров. Конструкторы нуждаются в знании вязкоупругих свойств полимеров при создании все новых и новых изделий, вытесняющих изделия из металлов и стекла. Переработчики полимерных материалов все больше осознают влияние таких факторов, как молекулярная масса полимеров, ориентация, условия термообработки и т. д., на качество продукции. Очевидно, что существует настоятельная необходимость в книге, в которой механические свойства полимеров и полимерных материалов анализируются на уровне, удовлетворяющем и конструкторов и переработчиков-технологов. [c.10]

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]

Упругость полимеров зависит от их молекулярной структуры. Полимеры с пространственным строением всегда имеют свойства, подобные свойствам хрупких неорганических стекол, вместе с тем линейные или с редкосетчатым строением полимеры имеют ряд [c.18]

Формы упругого потенциала 0 при неравновесном нагружении предлагались в ряде работ [340—342], Рассчитывались распределения расстояний между частями макромолекул [76, 77, 105], испытывающих при перемещении в растворителе или в среде себе подобных во время деформации вязкое сопротивление. Последнее приводит к неравновесности процесса и изменению распределения положений макромолекул со временем. Вязкое сопротивление и связь его с молекулярной структурой полимеров до настоящего времени является предметом изучения [3, 5, 16, 142, 343—345]. Формально для 0 при равновесии и в неравновесном состоянии получаются одинаковые выражения типа (3.1.4) или (3.1.5), в которых при неравновесном состоянии А, Ф onst, Я, = Я,- (<). [c.134]

Прочность шва при сварке частично кристаллических полимеров таких, как, например, полиэтилен, зависит от молекулярного строения основного полимера. Прочность шва обычно повышается с увеличением молекулярного веса, а также с увеличением степени развет-вленности молекулярной структуры полимера и уменьшением степени кристаллизации. [c.35]

Особую опасность при эксплуатации термопластичных полимеров представляют агрессивные среды, вызывающие не только набухание, но и хшические реакции в полимере. Химическое взаимодействие полимеров с агрессивными средами, приводящие к изменению молекулярной структуры полимеров, определяются их химической природой и аналогичны реакциям их низкомолекулярных аналогов. Сравнительная оценка устойчивости термопластичных полимеров к агрессивным средам и органическим растворителям приведена в табл. 1.14 и 1.15. [c.67]

Линейные полимеры образуют сагиую большую группу полимерных материалов Тан пак связь между молекулярными цепями обусловлена силами Ван-дер-Ваальса, которые невелики, прч повышении температуры полимеры этого вида легко размягчаются и превращаются в жидкость. Линейные полимеры являются основой термопластических материалов (термопластов). Типичными представителями линейных полимеров являются полиэтилен, полипропилен, политетрафторэтилен и др. Вследствие цепной структуры полимеры можно легко вытянуть в высокопрочные волокна. [c.18]

Детали тяжелонагруженных узлов трения изготовляют из композиционных материалов на основе ароматического полиамида типа фени-лона. При этом для эксплуатации в условиях малых скоростей и больших давлений предпочтительны полиамиды с высокой молекулярной массой, в условиях повышенных скоростей и малых контактных давлений - полиамиды с малой молекулярной массой. Одной из причин невысокого коэффициента трения фенилона является наличие широкого температурного интервала вынужденной эластичности, обусловленной достаточно большой рыхлостью структуры полимера. Минимальное значение/наблюдается при температуре 50-70°С независимо от ско- [c.30]

Для лакокрасочных покрытий, предназначенных для защиты металлов от коррозии в атмосферных условиях, важной характеристикой является паропроницаемость. По мнению ряда исследователей, проникновение влаги через полимерные материалы протекает по-разному в одних существуют постоянные зазоры и поры, через которые в основном проникают молекулы воды, в других же зазоры возникают кратковременно в результате теплового движения макромолекул. Типичным представителем первого класса полимеров являются феноло-формальдегидные смолы, производные целлюлозы, полистирола, полиэтилена. Ко второму классу относятся полимеры типа кау-чуков, обладающие значительной упругостью. Влагопроницае-мость, а также влагопоглощение (водонабухание) находятся в сильной зависимости от структуры органических полимеров. При этом различают полимеры с трехмерной структурой и линейные, Полимеры с трехмерной структурой, например фенольные смолы, отличаются сильно разветвленной молекулярной структурой, вследствие чего молекулам водяного пара и воды приходится преодолевать большой путь. Поэтому влагопрони-цаемость фенольных смол относительно мала. [c.115]

Молекулы полимеров могут быть линейными или сетчатыми, в обоих случаях они состоят из. чвецьев одинакового или различного химического состава. При закономерном расположении звеньев, среди которых преобладают звенья одной структуры, полимер называется гомополимером. При случайном взаимном расположении звеньев двух или трех типов имеем так называемый сополимер. Показатели свойств сополимера располагаются между показателями свойств гомополимеров с такими же звеньями, которые входят в сополимер. Между звеньями молекулы имеются химические связи, между молекулами — межмолекулярные. Чем значительнее химическая связь превышает молекулярную, тем ярче проявляются специфические свойства полимеров. [c.337]

Структура полимера во многом определяет его свойства. Полимеры с линейной структурой, как, например, полиэтилен (ПЭ), полистирол (ПС), политетрафторэтилен (ПТФЭ, тефлон, фторопласт-4), полиметил-метакрилат (ПММ, оргстекло) и др., при нагревании до температуры плавления не теряют своих пластических свойств. Поэтому их называют термопластами. При дальнейшем повыщении температуры они плавятся и затем цепь макромолекулы постепенно распадается на отдельные звенья. Ввиду того что молекулярная масса конечных продуктов разложения много меньше массы полимера, они в отличие от полимера находятся при температуре разложения в газовой фазе. Если распад происходит по связям, соединяющим мономерные звенья, реакция распада называется деполимеризацией. Если в результате получаются более сложные продукты, не мономеры, то говорят о термодеструкции полимера. Примером реакции деполимеризации может служить разложение фторопласта-4, начиная с 670 К [С2р4]п (фторопласт-4)- -иСзР (тетрафторэтилен), а термодеструкция — разложение полиэтилена начиная с 570 К [c.140]

МОЛЕКУЛЯРНАЯ АКУСТИКА — раздел физ. акустики, в к-ром структура и свойства вещества и кинетика молекулярных процессов исследуются акустич. методами. Осн. методы М. а.— измерения скорости, звука и козф. поглощения звука в зависимости от разл. физ. параметров частоты звуковой волны, темп-ры, давления, маги, поля и др. величин. Исследования, проводимые такими методами, иногда объединяют в особый раздел экснерим. акустики — ультразвуковую или акустическую спектроскопию. Методами М. а. можно исследовать газы, жидкости, полимеры, твёрдые тела, плазму. На ранней стадии развития этой области и в нек-рых случаях до сих пор термин М. а. применяют лишь к исследованиям молекулярной структуры газов а жидкостей. [c.193]

То же относится и к полимерным С., обравованным полимерами с регулярной последовательностью мономеров (напр., полиэтилен). Полимеры с нерегулярными последовательностями мономеров (иапр., полистирол, пропилеи) и сетчатые (разветвлённые) полимеры образуют только стеклообразные твёрдые фазы в этих случаях неупорядоченность твёрдой [ аэы вторична, она является следствием первичной ( вмороженной ) нерегулярности молекулярной структуры. [c.679]

Способность присадок повышать индекс вязкости обусловлена загущающей способностью полимера, которая является функцией молекулярного веса и степени изменения собственной вязкости полимера с изменением температуры. Изменение собственной вязкости полимера связано с растворимостью и, вероятно, со многими другими факторами. Важным свойством является также стойкость полимера к механической деструкции, т. е. его способность ири механическом воздействии противостоять сдвигу. Стойкость к механической деструкции полимеров изменяется обратно пропорционально их молекулярному весу и тесно связана с молекулярной структурой и характером сил сцепления, действующих в каркасе полимера. [c.171]

Таким образом, характер деформирования полимерных пленок определяется соотношением молекулярного и надмолекулярного механизлхов деформаций, проявляющихся в зависимости от условий механического воздействия и структуры полимера. [c.99]

Резины — пластмассы с редкосетчатой структурой, в которых связующим выступает полимер, находящийся в высокопластическом состоянии. В резинах связующим являются натуральные (НК) или синтетические (СК) каучуки. Каучукам присуща высокая пластичность, обусловленная особенностями строения их молекул. Линейные и слаборазветвленные молекулы каучуков имеют зигзагообразную или спиралевидную конфигурацию и отличаются большой гибкостью. Чистый каучук ползет при комнатной температуре и особенно при повышенной, хорошо растворяется в органических растворителях. Такой каучук не может использоваться в готовых изделиях. Для повышения упругих и других физико-механических свойств в каучуке формируют редкосетчатую молекулярную структуру. Это осуществляют вулканизацией — путем введения в каучук химических веществ — вулканизаторов, образующих по- [c.285]

Естественная степень вытяжки равна отношению длины части образца, подвергщутого предельной холодной вытяжке, к начальной длине до растяжения. Она может как увеличиваться, так и уменьшаться с повышением температуры и обычно возрастает с повышением молекулярной массы полимера и скорости деформации [14, 120, 193]. Если полимер был предварительно ориентирован, степень вытяжки уменьшается. Очевидно, что сумма степеней предварительной ориентации и ориентации при холодной вытяжке является величиной приблизительно постоянной для данного полимера. Холодная вытяжка кристаллических полимеров изменяет морфологию кристаллов — наблюдается переход от сферолитной к фибриллярной структуре с ориентацией всех цепей в направлении растяжения. [c.177]

Для лакокрасочных покрытий, предназначенных для защиты металлов от коррозии, важной характеристикой является проницаемость. По мнению ряда исследователей, проникновение влаги через полимерные материалы протекает по-разному в одних существуют постоянные зазоры и поры, через которые в основном проникают молекулы воды, в других же зазоры возникают кратковременно в результате теплового движения макромолекул. Водопроницаемость и водопоглощение находятся в сильной зависимости от структуры органических полимеров. Полимеры с трехмерной структурой отличаются сильно разветвленной молекулярной структурой, вследствие чего молекулам диффундирующей среды приходится преодолевать больщой путь. Поэтому влагопроницаемость их относительно мала. [c.67]

Между коэффициентом трения и показателем степени при нагрузке существует обратная корреляционная связь 27], которая обусловлена тем, что характеристики процесса трения и усталостные свойства материалов (например, полимеров) связаны с их молекулярной структурой. Из уравнения (1) также следует, что для материалов с одинаковой прочностью Gq интенсивность износа увеличивается с повышением модуля Юнга (Е), а для материалов с одинаковым разрывным удлинением 8о интенсивность износа уменьшается с повышением модуля упругости. Падаюп1,ий характер кривой зависимости износа от модуля упругости свойствен хрупким материалам [38], возрастаюп1,ий характер кривой зависимости наблюдается для протекторных резин с различной степенью вулканизации [16]. Эта зависимость, как и связь износа с фрикционными свойствами материалов (например, коэффициентом трения), не строго однозначна, поскольку упругие свойства материалов оказывают определенное влияние на коэффициент трения и развитие процесса усталости. Поэтому принципиально неверно связывать износостойкость материалов только с их упругими характеристиками. [c.8]

Структурирование —процесс образования новых свяу зей между, макромолекулами и свободными радикалами, тоже сопровождается изменением структуры и молекулярной массы полимеров. [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...