На главную

Статья по теме: Кристаллизации полимеров

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Кристаллизации полимеров способствует линейная структура молекул, плотная и регулярная упаковка полимерных цепей, сильное межмолекулярное взаимодействие и жесткость сегментов цепи, ограничивающая их вращение. Во многих случаях влияние кристаллизации на свойства полимеров аналогично влиянию поперечного сшивания: она способствует понижению растворимости, гибкости, эластичности, удлинения и увеличению твердости, прочности при растяжении, температуры плавления. Связи между цепями, обусловленные силами, вызывающими кристаллизацию, отличаются от химических поперечных связей тем, что кристаллическая структура может быть обратимо разрушена при нагревании (плавлении).[48, С.328]

Для кристаллизации полимеров в равновесных условиях их надо подвергнуть переохлаждению. Скорость кристаллизации чистого полимера определяется произведением скоростей двух процессов: зародышеобразования и роста кристаллов. Скорости зароды-шеобразования высоки при низких температурах, когда полимерные цепи находятся на низком энергетическом уровне. С другой стороны, высокие температуры кристаллизации благоприятствуют высоким скоростям роста кристаллов; это связано с тем, что цепи, участвующие в кристаллизации, должны извлекаться из расплава и перемещаться к поверхностям кристаллообразования. Повышение температуры, снижая вязкость, увеличивает подвижность цепей и скорость роста кристаллов.[4, С.54]

При кристаллизации полимеров из концентрированных растворов или из переохлажденных расплавов образуется другая разновидность надмолекулярной структуры — сферолиты (рис. VI. 12). Это наиболее распространенный тип структуры полимеров. Сферолиты представляют собой трехмерные поликристаллические образования, обладающие сферической симметрией относительно центра. Они построены из множества фибриллярных или пластинчатых кристаллов, расходящихся по радиусу из одного общего центра. Размеры сферолитов в поликристаллических полимерах обычно лежат в пределах 10—104 мкм. Образованию сферолитов способствует высокая вязкость расплава или большое пересыщение раствора. В этих случаях одновременно возникает большое число зародышей кристаллизации и дальнейший их рост происходит в радиальных направлениях. Как правило, зародышами кристаллизации служат маленькие кристаллики, образовавшиеся по механизму складывания цепей. Далее они растут таким образом, что ось с кристалла, совпадающая с направлением осей макромолекул, располагается перпендикулярно радиусу сферолита или под[8, С.175]

При кристаллизации полимеров кристаллы таких больших размеров не получаются, так как на процесс начинают влиять дополнительные факторы, ограничивающие размеры кристаллов (но не сферолитов!). Эти факторы обусловлены длинноцепным строением макромолекул. При кристаллизации полимеров в большинстве случаев макромолекулы входят в кристаллы в складчатых конфор-мациях так, что размер кристалла в направлении осей макромолекул ограничивается длиной складок и в зависимости от условий варьируется в пределах порядка 10 нм. Причины складчатой кристаллизации полимеров пока не установлены однозначно.[8, С.185]

В процессе кристаллизации полимеров из слабоконцентрированных растворов каждая макромолекула участвует в формировании отдельного монокристалла и полностью свободна от взаимодействия и зацеплений с другими макромолекулами. В концентрированных растворах и расплавах полимеров, для которых характерно наличие в одном объеме множества молекулярных клубков, это положение утрачивает силу. Основным морфологическим элементом, из которого формируются надмолекулярные структуры, по-прежнему остается ламель, образованная складчатой цепью, однако наличие зацеплений, затрудняющих пристраивание соседних цепей, приводит к образованию более дефектных и сложных с морфологической точки зрения структур.[4, С.52]

Рассматривая влияние изменений температуры и давления на процессы кристаллизации полимеров в литьевой форме, мы до сих пор не учитывали влияния молекулярной ориентации, возникающей вследствие течения при заполнении формы. Эти эффекты будут рассмотрены ниже.[4, С.59]

Большинство линейных и разветвленных полимеров способно кристаллизоваться. К ним относятся, например, политетрафторэтилен, полиформальдегид, полиамиды, полполефииы, поливинил-хлорид, изотактический полистирол, каучук, шерсть и др. При кристаллизации полимеров возрастают плотность, модуль упругости ?, предел кратковременной прочности ов и уменьшается величина предельной деформации ев.[3, С.50]

Для вулканизатов полиизопрена влияние микроструктуры на кинетику кристаллизации не всегда однозначно. Для редких сеток скорости кристаллизации очень высоки и небольшие различия в микроструктуре (в пределах 10%) практически не влияют на скорость кристаллизации полимеров, в то время как для частых[1, С.204]

Ламель - кристаллическая форма полимера, характеризующаяся складчатой конформацией (см.) макромолекул. Возникновение таких упорядоченных структур, сложенных наподобие ленты, обусловлено возникновением избыточной поверхностной энергии на поверхностях раздела фаз в процессе кристаллизации полимеров из растворов или расплавов.[2, С.400]

Кинетика кристаллизации. Кристаллизация полимеров (возникновение координационного и ориентационного дальнего порядка) включает две стадии: образование зародышей кристаллизации (зарождение новой фазы внутри исходной) и собственно рост кристаллической фазы. Кинетика изотермической кристаллизации полимеров приблизительно описывается уравнением Колмогорова - Аврами, выведенным для низкомолекулярных веществ с учетом двухстадийности процесса кристаллизации:[2, С.145]

Рост прочности у синтетического полиизопрена без полярных групп с большой молекулярной массой и узким молекулярно-мас-совым распределением можно достаточно полно объяснить в рамках теории вязкоупругости линейных полимеров [23]. Высокие напряжения при деформации сажевых смесей стереорегулярных модифицированных полимеров, как было показано, связаны с их способностью к кристаллизации. Роль стереорегулярности в кристаллизации полимеров очевидна [24, с. 145—173; 25; 26, с. 205— 220]. Полярные группы увеличивают общее межмолекулярное взаимодействие и вязкость системы, усиливают взаимодействие с наполнителем за счет образования химических связей и адсорбционного связывания, которое способствует и увеличению напряжения при деформации и собственно кристаллизации, а также по--вышают суммарную скорость кристаллизации вследствие ускорения ее первой стадии — зародышеобразования.[1, С.235]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гармонов И.В. Синтетический каучук, 1976, 753 с.
2. Геллер Б.Э. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, 1996, 432 с.
3. Кравчук А.С. Механика полимерных композиционных материалов, 1985, 304 с.
4. Тадмор З.N. Теоретические основы переработки полимеров, 1984, 632 с.
5. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров, 1976, 288 с.
6. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
7. Иванов В.С. Руководство к практическим работам по химии полимеров, 1982, 176 с.
8. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
9. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
10. Стрепихеев А.А. Основы химии высокомолекулярных соединений, 1976, 440 с.
11. Белозеров Н.В. Технология резины, 1967, 660 с.
12. Тагер А.А. Физикохимия полимеров, 1968, 545 с.
13. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
14. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов, 1974, 271 с.
15. Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров, 2002, 605 с.
16. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
17. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
18. Рабек Я.N. Экспериментальные методы в химии полимеров Ч.2, 1983, 480 с.
19. Тагер А.А. Физикохимия полимеров Издание второе, 1966, 546 с.
20. Серков А.Т. Вискозные волокна, 1980, 295 с.
21. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
22. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
23. Липатов Ю.С. Адсорбция полимеров, 1972, 196 с.
24. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
25. Папков С.П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров, 1971, 372 с.
26. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров, 1978, 312 с.
27. Голда Р.Ф. Многокомпонентные полимерные системы, 1974, 328 с.
28. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров, 1977, 464 с.
29. Аскадский А.А. Химическое строение и физические свойства полимеров, 1983, 248 с.
30. Бовей Ф.N. Действующие ионизирующих излучений на природные и синтетические полимеры, 1959, 296 с.
31. Иржак В.И. Сетчатые полимеры, 1979, 248 с.
32. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
33. Каргин В.А. Коллоидные системы и растворы полимеров, 1978, 332 с.
34. Манделькерн Л.N. Кристаллизация полимеров, 1966, 336 с.
35. Марихин В.А. Надмолекулярная структура полимеров, 1977, 240 с.
36. Привалко В.П. Справочник по физической химии полимеров том 2, 1984, 330 с.
37. Тюдзе Р.N. Физическая химия полимеров, 1977, 296 с.
38. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
39. Роговин З.А. Физическая химия полимеров за рубежом, 1970, 344 с.
40. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
41. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
42. Красновский В.Н. Химия и технология переработки эластомеров, 1989, 140 с.
43. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
44. Липатов Ю.С. Справочник по химии полимеров, 1971, 536 с.
45. Гейлорд Н.N. Линейные и стереорегулярные полимеры, 1962, 568 с.
46. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
47. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
48. Саундерс Х.Д. Химия полиуретанов, 1968, 471 с.
49. Чегодаев Д.Д. Фторопласты, , 196 с.

На главную