Ориентация и межмолекулярные силы

Ориентация и межмолекулярные силы При вытяжке полиамидные смолы легко ориентируются при этом между атомами кислорода карбонильных групп и водородными атомами, связанными с азотом аминогрупп соседних молекул, возникают весьма прочные межмолекулярные водородные связи. Образование водородных связей облегчается, если расстояние между цепями невелико, как в случае найлона-6,6. Межмолекулярные силы оказывают значительное влияние на температуру плавления, прочность волокна и растворимость наличке прочных межмолекулярных сил обусловливает ценные технические свойства полимера. [c.37]

К неупругим поляризациям относится дипольная поляризация, которая наблюдается в полярных газообразных и жидких диэлектриках. Полярная молекула имеет собственный электрический момент (дипольный момент). В электрическом поле в таких молекулах смещаются электронные оболочки — совершается электронная поляризация. Кроме того, происходит диполь зя поляризация моменты молекул несколько ориентируются вдоль линии напряженности электрического поля Е. При ориентации в электрическом поле диполи преодолевают межмолекулярные силы, поворачиваются с трением поляризация происходит с потерями энергии. [c.159]

При низких температурах, когда вынужденно-эластические деформации не развиваются, дело обстоит иначе. Как показано С. Н. Журковым с сотрудниками [11], прочность ориентированных полимеров (опыты были проведены на волокнах) при растяжении вдоль направлен-ия ориентации определяется сопротивлением сил главных химических валентностей. Межмолекулярные силы играют при этом второстепенную, роль. Выводы С. Н. Журкова, очевидно, нельзя непосредственно переносить на случай разрыва полимеров в направлении, перпендикулярном ориентации. При этом возможно, что прочность полимера в поперечном направлении обусловлена в основном межмолекулярными силами или, если это не так, составляющими сил натяжения молекулярных цепей, направленными вдоль растягивающей силы. [c.138]

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]

Электрическая прочность пр выражается пробивным напряжением, отнесенным к толщине образца. Как и механическая прочность, она зависит от природы полимера, вида испытуемого материала, наличия дефектов в нем, содержания сорбированной влаги, температуры, особенностей среды и способа испытания. Электрическая прочность полярных полимеров выше, чем неполярных, вследствие более значительных сил внутри- и межмолекулярного взаимодействия. Выше температуры стеклования полимера его электрическая прочность резко снижается. Ориентация, способствуя упрочнению полимерных пленок, повышает и их электрическую прочность. [c.122]

Если слой жидкости имеет достаточную толщину, ориентация молекул быстро исчезает и их расположение зависит от законов вероятности, а взаимное скольжение характеризуется вязкостью. Напротив, если пленка сводится к нескольким рядам молекул, явление трения определяется только электрохимическими свойствами масла и металлических поверхностей. В этом случае трение зависит от межмолекулярных сил, определяющих их закрепление на металле и их ориентацию, а свойство масла создавать слои ориентированных молекул, разделяемых поверхностями скольжения, между которыми трение незначи- [c.37]

Несомненно, однако, что любой из приближенных методов, рассматриваемых в гл. 5, может дать удовлетворительное качественное описание явления упорядочения. Пока мы не знаем параметров межмолекулярных сил, достаточно ограничиться приближением среднего поля [136, 137]. Из него следует ( 5.2),что в ориентациях молекул всегда должен иметь место некоторый ближний порядок, а дальний порядок должен возникать скачком при температуре ниже критической возрастая с дальнейшим понижением температуры. Именно это и наблюдается во многих нематических жидкостях. [c.125]

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]

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]

Упорядочение структуры линейных полимеров при их ориентационной вытяжке ведет к анизотропии механических свойств, имеющей не только количественный, но и качественный характер. При растяжении вдоль направления ориентации прочность определяется силами химической связи в молекулах, которые при этом располагаются более или менее параллельно и однородно. При растяжении же в поперечном направлении прочность ориентированного полимера определяется только силами межмолекулярного взаимодействия, а эти силы значительно меньше первых. В этом случае можно принять в пленках расчетную схему ортогональной анизотропии. Для многих листовых материалов, толщина которых мала по сравнению с размерами листа (бумага, картон, искусственные кожи, ориентированные пленки), характерны значительные деформативность и реономность свойств. [c.23]

Вначале мы остановимся на анизотропии, обусловленной исключительно ориентационными эффектами. Самый простой способ получить анизотропную плотность — это взять жидкость с анизотропными молекулами, имеющую дальний ориентационный порядок. В этом случае анизотропия функции р (г) отражает ориентационное упорядочение молекул в отсутствие их, позиционного порядка. Примером может служить одноосное ориентационное упорядочение палочкообразных молекул, имеющее место в термотропных мсСтических жидких кристаллах, используемых в ин-, дикаторах электронных калькуляторов и наручных часов. Есть еще один, менее очевидный способ получить анизотропную плотность р(г) даже тогда, когда в веществе отсутствует, дальний пространственный порядок. МожнО иметь так называемый дальний порядок ориентации связей , который не следует путать с дальним порядком в ориентации молекулярных осей . Понятие ориентации связей было также введено Л. Д. Ландау, в> приложении к двумерным адсорбированным слоям, и лишь недавно оно было применено к жидким кристаллам. Состояние с дальним порядком в ориентации связей можно представить себе следующим образом (рис. 2) кристалл утратил трансляционный порядок своей решетки, срхранив. лишь ориентационную анизотропию межмолекулярных. сил. Подчеркнем, что речь идет не о каких-то реальных химических связях между соседними молекулами, а просто о фиксации локальных осей по всему образцу.. . [c.24]

Линейные макромолекулы можно характеризовать размером, величиной их молекулярного веса, интенсивностью тепловых движений, их взаимным расположением, способностью к ориентации и кристаллизации. Полимеры линейной структуры можно перевести в раствор, а повышением температуры придать им вязко-текучее состояние. С увеличением длины макромолекул прочность связей между отдельными макромолекулами возрастает, поэтому разрыв вдоль макромолекулярных цепей может стать более вероятным, чем разрушение межмолекулярных сил. При очень высоком молекулярном весе на преодоление сил межмолекулярного взаимодействия требуется затратить столько энергии, что процессы разрушения цепей начинают опережать процессы растворения, расплавления, деформации. В этом случае возникают явления окислительной, термической и механо-технической деструкции. Все они приводят к укорачиванию цепей, т. е. к снижению молекулярного веса полимера и часто к изменению химического состава его звеньев. Среди полимеров линейного строения практическое применение нашли полимеры с молекулярным весом от 10 до 300—400 тыс. [c.10]

Принцип (закон) соответственных состояний. Он является обобщением того положения, что те свойства, которые зависят от межмолекулярных сил, связаны с критическими свойствами для всех веществ одинаково. Это единственный наиболее важный базис для разработки корреляций и расчетных методов. Ван-дер-Ваальс показал, что этот принцип должен быть теоретически справедлив для всех веществ, Р—V—Т свойства которых могут быть описаны двухконстантным уравнением состояния, таким как уравнение (1). Он также справедлив, если меж-молекулярная потенциальная функция требует только двух характеристических параметров. Закон хорошо выполняется не только для самых простых молекул, но и во многих других случаях, когда ориентация молекул не является настолько важной, как, например, для полярных молекул или молекул с водородными связями. [c.14]

Расчет нормальной температуры плавления осложняется тем, что Tf = = AHflaSf и в то время как AHf зависит от межмолекулярных сил, ASf является функцией межмолекулярной симметрии. Как заметил Бонди [2], aSf выше, когда молекула может иметь большее число ориентаций в жидкой фазе по сравнению с твердой. Таким образом, для сферических жестких молекул ASf ниже/а Tf выше, чем для анизометрических и гибких молекул тех же размеров. Как бы то ни было, Эйтон [3 ] предложил интерполяционный метод для коррелирования нормальных температур плавления в гомологических рядах. Для таких рядов график строится-в координатах Ть—Tf)lTf — молекулярная масса. За исключением, пожалуй, первых членов рядов этот тип графика дает прямую линию. Интерполяция или приемлемая экстраполяция позволяет определить Tf для тех представителей гомологического ряда, точки плавления которых неизвестны. Для пользования-этим методом желательно располагать точными значениями Г. [c.27]

Жидкостью называют агрегатное состояние вещества, промежуточное между газообразным и твердым. Жидкость сохраняет свой объем, образует поверхность раздела фаз и обладает некоторой прочностью при растяжении. Расстояние между молекулами жидкости существенно меньще, чем у газа, поэтому небольшое изменение этого расстояния приводит к появлению значительных сил межмолекулярного отталкивания. Последним и обусловлена малая сжимаемость жидкости. Обычные жидкости изотропны, за исключением жидких кристаллов, анизотропия которых связана с преобладанием у них в микрообъемах определенной ориентации молекул. [c.12]

Для перемещения отдельных сегментов макромолекул достаточны температуры, характерные для высокоэластического состояния, когда возможно микроброуновское (обратимое) движение, обусловливающее ориентацию молекул в направлении действия силы. Перемещение же молекул в целом (макроброуновское движение) происходит при температуре вязкотекучего состояния, что вызывает восстановление в зоне сварного шва структуры, характерной для всего объема полимера. Степень и скорость свободной диффузии молекул полимера при образовании сварного соединения зависит от таких факторов, как межмолекулярное взаимодействие, совмещае-мость полимеров, влияние растворителей, пластификаторов, а также факторов, способствующих протеканию процесса сварки температуры, давления и длительности контакта. Большое влияние на диффузионные процессы при сварке оказывают такие факторы, как относительная молекулярная масса, форма молекулы полимера, содержание полярных групп, способность полимера кристаллизоваться, его вязкость и т. д. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...