ТЕМПЕРАТУРА ТЕКУЧЕСТИ АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ

В пятой главе дается методика расчета температуры текучести аморфных полимеров и температурного интервала высокоэластичности полимеров по их химическому строению, а также выясняются условия появления состояния высокоэластичности полимера в зависимости от его молекулярной массы, что важно при переработке полимеров. [c.15]

ТЕМПЕРАТУРА ТЕКУЧЕСТИ АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ [c.202]

Температура текучести аморфных полимеров 203 [c.203]

Температура текучести аморфных полимеров 205 [c.205]

При повышении температуры от Т < Т,. до Т > Тс или до Т > Тпл поведение линейных аморфных полимеров изменяется следующим образом (рис. 5.3) [5] при низких температурах удлинение при разрыве мало при повышении температуры проявляется предел текучести, и резко возрастает наконец, при очень высокой температуре материал становится мягким, и может уменьшаться. [c.155]

Предел текучести в аморфных стеклообразных полимерах обычно проявляется при температуре, близкой к Т . Чем выше скорость деформирования, тем выше температура, при которой обнаруживается текучесть. Некоторые аморфные полимеры с заметным вторичным переходом в стеклообразном состоянии стано- [c.156]

К числу важнейших свойств полимеров относятся их тепловые переходы из одного физического состояния в другое, характеризующиеся температурой стеклования Гот и температурой текучести Тт, и переход из кристаллического фазового состояние в аморфное, характеризующееся температурой плавления Тиа (кристаллической фазы) полимера.. .. [c.99]

Остановимся на влиянии режимов переработки и термообработки частично кристаллических полимеров на коэффициенты Сх и С2 уравнения ВЛФ. Сводка данных коэффициентов и дана в табл. 3.2. Видно, что изменяется весьма незначительно, Са — несколько больше. Известно, что произведение б X Са не зависит от температуры стеклования [1851. Для закаленных образцов полимеров, в которых отсутствуют модифицирующие добавки либо присутствуют в малом количестве (образцы 1, 4,7), произведения Сх х находятся в пределах 170— 2270. Отметим, что пределы изменения х для аморфных полимеров по данным [185] составили 449—2305, что не мешало Дж. Ферри сравнивать их с некоторым универсальным значением. Таким образом, для полимеров с умеренной степенью кристалличности разумно принять универсальные значения констант [49]. Для области температур от —60 до 20° С = —7,95 Са = —42,35 для области температур от 20 до 120° С Сх = 13,7 Са =111,7. Действительно, на рис. 3.7 показано, что обобщенная кривая предела текучести для закаленных образцов едина. [c.100]

В предыдущих главах было показано, что механические свойства полимеров сильно зависят от температуры и времени воздействия нагрузки. Характер зависимости деформации от нагрузки при постоянной скорости растяжения и различных температурах для аморфных и кристаллических полимеров показан на рис. 2.1. При низких температурах нагрузка растет практически линейно с увеличением деформации вплоть до момента разрушения, которое происходит хрупко. При более высоких температурах достигается предел текучести, и нагрузка снижается перед тем, как произойдет разрыв, иногда при этом образуется шейка. Это пластическое разрушение, происходящее, однако, при малых деформациях (обычно 10—20%). При более высоких температурах происходит упрочнение при деформации и шейка стабилизируется, что обусловливает холодное течение полимера. Удлинения в этом случае обычно велики. Наконец, при температурах выше наблюдается зависимость деформации от нагрузки, характерная для каучуков. [c.258]

Температура перехода полимера из твердого агрегатного состояния в жидкое (температура текучести) может быть выше температуры плавления кристаллической фазы в нем и зависит от молекулярного веса полимера и степени его полярности. При большом молекулярном весе полимер выше температуры плавления, перейдя в аморфную фазу, сохраняет еще твердое агрегатное состояние, и только с дальнейшим повышением температуры постепенно переходит в вязко-текучее состояние. Чем выше молекулярный вес полимера, тем больше интервал между температурой перехода полимера из кристаллической фазы в аморфную (температура плавления) и нз твердого аморфного состояния в вязко-текучее состояние (температура текучести) (табл. 1). Примером может служить полиэтилен низкой плотности (молекулярный вес 35 000), у которого температура плавления совпадает с температурой текучести и полиэтилен высокой плотности (молекулярный вес 200 000), у которого область твердого состояния, лежащая между температурой плавления и температурой текучести, составляет около 40°. Политетрафторэтилен, расплавляясь, сохраняет твердое агрегатное состояние вплоть до температуры химического распада (деструкции). Полиамид, имеющий сравнительно низкий молекулярный вес, расплавляясь, сразу переходит в вязко-текучее состояние. [c.13]

Присутствие в аморфном полимере пластификатора снижает температуру перехода в вязко-текучее состояние и облегчает перемещение молекул полимера друг относительно друга, что ускоряет процесс сварки и повышает надежность сварного соединения. При малой скорости диффузии молекул свариваемого полимера даже при температуре, близкой к температуре текучести (что характерно для полимеров с высокой полярностью или с высоким молекулярным весом), удобно использовать присадочный материал. Последний может быть либо тем же полимером, но содержащим пластификатор или имеющим более низкий молекулярный вес, либо иным, менее полярным полимером, но совмещающимся с основным материалом. В обоих случаях процесс сварки осуществляется преимущественно вследствие диффузии более подвижных молекул присадочного полимера в пограничные слои свариваемых деталей. [c.18]

Однако применение высоких температур во время сварки термопластов не всегда возможно из-за ряда обстоятельств. При нагревании изделий выше температуры плавления (в случае кристаллического полимера) или температуры текучести (в случае аморфного полимера) начинается его деформация, приводящая к искажению первоначальной формы. В то же время достаточно высокая скорость диффузии молекул достигается только в случае нагрева выше этих температур. Поэтому нагрев во время сварки производят обязательно в зоне сварного шва. Концентрирование тепла в одной части изделия облегчается тем, что полимеры обладают низкой теплопроводностью. Кратковременный нагрев одного участка изделия до температуры, намного превышающей температуру текучести материала, не выводит всего изделия из стадии твердого стекловидного или кристаллического состояния. [c.32]

В п. 2.1—2.3 подробно рассматривалось определение предела текучести для аморфных и кристаллических полимеров в широком диапазоне температур при одноосном растяжении. [c.203]

На основании представлений о свободном объеме предложено несколько количественных теорий, позволяющих рассчитать удлинение при пределе текучести в стеклообразных аморфных полимерах [6, 15, 199—201 ]. При этом предполагается, что, если диаграмма напряжение — деформация линейна, свободный объем, который понижал бы или облегчал образование микропустот в полимере, не возникает. Удлинение при пределе текучести бу складывается из двух частей — упругой (Ву = ау1Е) и вязкой или пластической. Обе составляющие Ву близки к нулю при повышении температуры до Т . По этой теории удлинение Ву равно [c.182]

Рис. 2. Диаграмма деформационно-прочностных состояний аморфных полимеров — граница перехода от температурной области хрупкости к температурной области разрушения в ориентированном состоянии Tq—температура стеклования — граница перехода от температурной области высокой эластичности к области пластичности Tf—температура текучести о р—хрупкая прочность — предел вынужденной эластичности о —прочность Бысокоэластического материала (ггапря-жение рассчитано на поперечное сечение образца при разрыве) а — предел текучести.

Высокоэластичное и вязкотекучее состояния наблюдаются и у кристаллических полимеров. У сетчатых полимеров вязкотекучего состояния не отмечается, В высокоэластичном состоянии полимеры способны претерпевать чрезвычайно большие обратимые деформации без разрушения. Температуры переходов полимеров из одного состояния в другое температура стеклования и температура текучести являются основными характеристиками аморфных полимеров (табл, 121). Температура стеклования характеризует теплостойкость материала детали, если по условиям эксплуатации она должна оставаться твердым телом (например, зубчатое колесо) она характеризует морозостойкость материала, если деталь должна находиться все время в высокоэлас тич ном состоянии (автомобильные шины, кабельная изоляция, уплотнительные детали). Введение в полимер пластификаторов снижает температуру стеклования полимеров. [c.140]

Термопластичные аморфные полимеры пригодны в качестве сырья для изготовления прочных и относительно теплостойких изделий только в том случае, если они имеют высокий молекулярный вес. Их переход в зону высокой текучести наступает обычно нри температурах, лежащих много вынхе температуры начала термической деструкции. Поэтому аморфные высокомолекулярные термопласты приходится формовать в зоне пластических деформаций, т. е. в зоне весьма ограниченной текучести Д1атериала, проявляющейся только под влиянием высоких давлений. Таким образом, формование изделий из аморфных полимеров (полистирол, полиметилметакри.лат, полихлорвинил, его сополимеры и другие подобные материалы) связано с необходимостью применения высоких давлений для заполнения формы, намного превышающих давление, необходимое для уплотнения материала. [c.97]

При температуре значительно ниже Tg аморфных областей полимеры обоих типов вполне хрупки, но если для аморфных полимеров возможны большие деформации в подсостоянии вынужденной эластичности (кривые ,5 на рис. 2.1, а), то у высококристаллических полимеров они отсутствуют. На кривой 3 (рис. 2.1,6) отчетливо наблюдается предел текучести и по мере дальнейшего роста температуры образуется шейка и развивается холодная вытяжка (кривая 4). В рассматриваемом интервале температур разрушение часто происходит еще до того, как шейка [c.46]

Выше в аморфном полимере возможно проявление тепловой подвижности макромолекул в целом (макроброуновское движение), что обусловливает проявление дополнительного релаксационного перехода — температуры текучести Гтек [21, 30]. [c.17]

Пластификаторы [15, т. 2, с. 344 99—101] вводят в термопластичные полимеры для понижения температуры текучести и снижения вязкости расплава для того, чтобы можно было формовать изделия при более низких температурах и давлениях, предотвращая термоокислите.чьную или механохимическую деструкцию полимера. Пластификаторы представляют собой низковязкие вещества с высокой температурой кипения и низкой температурой замерзания (температурой стеклования или плавления), полностью растворимые в аморфной фазе термопластичных полимеров. Эффект пластификации заключается в увеличении свободного объема аморфного полимера, благодаря чему снижаются температуры релаксационных переходов. С увеличением концентрации пластификатора этот эффект пропорционально возрастает (рис. 1.58). [c.75]

НЫХ условиях в кристалличесюм полимере содержатся аморфные области, которые 1фи нагревании ведут себя подобно аморфному полимеру. При тер-момеханическом исследовании аморфно-кристаллических полимеров в интервале стеклования деформация %дет возрастать с дальнейшим образованием плато (рис.З 1). Однако плош,адка высокоэластичности не будет иметь такую же высоту, как и для чисто аморфного полимера того же строения. Она будет существенно ниже в зависимости от степени кристалличности. Во всяком случае, для аморфно-кристаллического полимера можно определять тем-перату ру стеклования и температуру текучести. [c.108]

Все конструкционные термопласты прн нормальных температурах находятся в твердом состоянии (кристаллическом нлн застеклованном). Выше температуры стеклования (Тст) аморфные пластмассы переходят в эластическое (резиноподобное) состояние. Прн дальнейшем нагреве выше температуры плавления (7 пл) кристаллические полимеры переходят в аморфное состояние. Выше температуры текучести Гт и кристаллические, и аморфные пластмассы переходят в вязкотекучее состояние Все эти изменения состояния обычно описываются термомеханическимн кривыми (рнс. 37.2), являющимися важнейшими технологическими характеристиками пластмасс. Образование сварного соединения происходит в интервале вязкотекучего состояния термопластов. Реактопласты при иагреве выше претерпевают радикальные процессы и в отличие от термопластов образуют пространственные полимерные сетки, не способные к взаимодействию без их разрушения, иа что требуется применение специальных химических присадок [c.484]

При температуре 275—300°С органическое стекло разлагается. Органическое стекло, как и всякий аморфный полимер, из одного состояния в другое переходит постепенно в определенных температурных интервалах, называемых температурой стеклования Гс и температурой текучести Гт. Термомехаиическая кривая органического стекла приведена на рис. 4.2. [c.71]

Полимеры могут находиться в аморфном и кристаллическом состояниях. При переходе полимера из аморфного в кристаллическое состояние существенно меняются его физико-механические свойства, повышается прочность и теплостойкость. Под действием теплоты аморфные полимеры переходят из твердого (стеклообразного)состояния в высокоэластичное и вязкотекучее состояние (рис. 64). Из термомеханической кривой аморфного полимера видно, что в температурной зоне I вещество находится в стеклообразном состоянии, деформация мала и увеличивается пропорциональнотемпературе. Выше температуры стеклования / полимер становится высокоэластичным (зона 11), а выше температуры текучести 1 - вязкотекучим (зона 111). Теплостойкость полимерного материала характеризуется температурой стеклования. Значение температур стеклования и текучести позволяет обоснованно назначать температурные интервалы формования изделий из полимеров. [c.149]

В принципе все вещества можно перевести в аморфное состояние путем переохлаждения жидкости, но во многих случаях это сделать весьма трудно. Из схемы на рис. 2.12 понятно, что если температурный интервал между Тт и Tg невелик, то такое вещество легко аморфизируется. Кроме того, если вязкость переохлажденной жидкости сильно зависит от температуры, то с понижением последней вязкость может резко возрасти. В этом случае также легко получить аморфное состояние. Те же металлы, вязкость расплава которых невелика и мал ее температурный коэффициент, аморфизируются с трудом На рис. 2.13 показана схема температурных изменений вязкости т) и текучести Ф. Здесь т — приведенная температура, позволяющая сравнивать поведение различных веществ, т = /гТ //г , /г — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура, — молекулярная теплота испарения. Из рисунка видно, что для легко аморфизирующихся полимеров и жидкого силиката характерна сильная зависимость вязкости от температуры. Напротив, в случае металлов эта зависимость чрезвычайно слабая. [c.47]

Фторопласт-4 или политетрафторэтилен является полимером полностью фторозамещенного этилена (—Ср2—Ср2—) . Фторо-пласт-4 не плавится и не течет в обычном понимании этого слова. При нагревании выше 327° С он превращается в аморфный прозрачный гель и эта температура считается точкой его плавления. Однако даже в гелеобразном состоянии фторопласт-4 пе обладает высокой текучестью и без разрушения может быть достигнута деформация лишь ограниченной величины. Тем не менее, прп этих и несколько более высоких температурах фторопласт обладает высокой адгезионной сгюсобностью и отдельные его частицы или [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...