На главную

Статья по теме: Молекулярная подвижность

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Молекулярная подвижность в полимерах и их физические состояния. В ряду макроскопических свойств полимерных материалов, определяющих области их применения, особая роль принадлежит механическим свойствам. Они у полимеров являются уникальными, не характерными для обычных низкомолекулярных веществ. Это обусловило выделение высокомолекулярных соединений в особый класс материалов, поведение которых не может быть охарактеризовано на основе обычных представлений об агрегатных состояниях вещества. Как известно, в молекулярной физике эти состояния определяют в зависимости от интенсивности и характера теплового движения его основных структурных и кинетических единиц. В случае низкомолекулярных веществ оба типа единиц совпадают, для полимеров же такое совпадение не имеет места. .....структурной единицей является макромолекула, но перемещение макромолекулы —• это не единовременный акт, а совокупность последовательных перемещений отдельных сравнительно независимых субчастей цепи — кинетических сегментов. Такой сегмент, содержащий от нескольких единиц до нескольких десятков мономерных звеньев, и является основным типом кинетических единиц в полимере.[1, С.39]

Важное качественное подтверждение того, что интенсивность низкотемпературных релаксационных пиков, отражающая движение основной цепи (р- и ^-максимумы), связана с сопротивлением удару, было получено в работах [88—105]. Следует ожидать определенной корреляции указанных величин, благодаря тому что возросшая молекулярная подвижность[2, С.275]

Различные экспериментальные наблюдения позволяют сделать вывод о том, что длительные периоды начала роста простой трещины и трещины серебра при низких значениях напряжения не просто вызваны уменьшением вероятности образования зародыша трещины в остальном не измененного материала. Природа изменений, происходящих на молекулярном уровне в процессе утомления образца, исследовалась разными авторами (например, [138, 143—147, 153]). Так, по затуханию колебаний торсионного маятника [138, 134—144] и методом ИК-поглощения [138] были исследованы молекулярная подвижность, взаимодействие молекул и их роль в поглощении энергии; путем измерений плотности и методом рассеяния рентгеновских лучей [144—146], а также путем применения образцов с различной молекулярной массой [153] были исследованы упаковка молекул и дефектность структуры, а с помощью кинетики рекомбинации захваченных свободных радикалов [146] было исследовано изменение морфологии материала. Результаты, полученные с помощью этих различных экспериментальных методов, характеризуют упорядочение молекул, но еще не позволяют получить количественные значения пределов усталости.[2, С.295]

В последнее время стал актуальным вопрос: какую роль в термодинамике и статистике равновесной высокоэластической деформации играет надмолекулярная организация? Для ответа на него необходимо напомнить, что в некристаллических эластомерах микроблоки упорядоченной структуры имеют флуктуационное происхождение и, следовательно, характеризуются определенным, конечным временем жизни (см. гл.'I). Так, для каучуков и резин время жизни надмолекулярных образований при 20 °С обычно заключено в интервале 102—104 с, а при повышенных температурах становится намного меньше. Молекулярная подвижность этих флуктуационных структур ответственна за медленный физический релаксационный процесс в эластомерах. Для того, чтобы судить о 'достижении системой равновесного состояния, время наблюдения за свойствами эластомера должно превышать время жизни упорядоченных микроблоков. По этой причине для описания свойств равновесного состояния оказывается пригодной модель хаотически переплетенных цепей без прямого учета надмолекулярных структур флуктуационной природы. В то же время, при изучении равновесных состояний частично закристаллизованных эластомеров следует учитывать надмолекулярные структуры, так как в этом случае кристаллические упорядоченные микрообласти суть термодинамически стабильные структуры. Аналогично, существенен учет в наполненных резинах других стабильных структурных единиц — частиц активного наполнителя. В этой главе в соответствии с произведенной «отбраковкой» в основном рассматриваются термодинамические свойства ненаполненных и незакристаллизованных эластомеров, так как природа высокоэластической деформации более сложных структур остается той же, но расчет высокоэластических напряжений сильно усложняется.[3, С.106]

Часто возникает вопрос о том, какую роль в равновесной высокоэластической деформации играют надмолекулярные структуры в виде физических узлов сетки. Для ответа на этот вопрос необходимо учесть, что в некристаллических полимерах (эластомерах) структурные микроблоки упорядоченной структуры имеют флуктуа-ционное происхождение и, следовательно, характеризуются определенным конечным временем жизни. Так, для каучуков.н резин время жизни надмолекулярных образований при 20° С характеризуется временем 102—104 с (Я-процессы), а при повышенных температурах оно намного меньше. Молекулярная подвижность этих флуктуационных структур ответственна за медленный физический релаксационный процесс в эластомерах. Для того чтобы достичь равновесного состояния, практически надо наблюдать за[4, С.60]

Молекулярная подвижность и структурные элементы полимеров ф Различные типы релаксационных переходов в полимерах[4, С.4]

Молекулярная подвижность и структурные элементы полимеров ф Различные типы релаксационных переходов в полимерах[4, С.125]

Молекулярная подвижность существенно влияет на процесс релаксации. В густосетчатых полимерах, характеризующихся ограниченностью сегментальных движений, релаксация при прочих равных условиях протекает медленнее, чем, например, в термопластах с разветвленным строением макромолекул.[12, С.81]

Молекулярная подвижность полимеров в граничных слоях определяется гибкостью полимерной цепи и характером ее взаимодействия с поверхностью, т. е. теми же факторами, которыми определяется адсорбция. При рассмотрении вопроса о молекулярной подвижности следует иметь в виду, что прямое определение молекулярной подвижности в адсорбционных слоях полимеров экспериментально затруднено и до сих пор в литературе отсутствуют работы, в которых такие исследования были бы проведены действительно на адсорбционных слоях.[13, С.154]

Глава 5. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПОДВИЖНОСТЬ И ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ[4, С.124]

Невысокая молекулярная подвижность наблюдается и в области вторичных релаксационных переходов. Все это предопределяет стабильность свойств соединений в широком интервал1: температур — от —100 до 200°С. Поэтому прочность соединений при 200°С достаточно высока. Значительное снижение прочностных характеристик соединений наблюдается при 300 °С, что связано с пиролитической деструкцией полимера. На воздухе из-за окислительных процессов деструкция клея наступает при более низких температурах (200—260°С) в результате контакта кислорода (с глубинными слоями материала). Такой контакт возможен из-за наличия каналов, которые образуются при отверждении клея вследствие выделения газообразных продуктов реакции [93, с. 293].[10, С.140]

... 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. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
3. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров, 1976, 288 с.
4. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
5. Кузнецов Е.В. Практикум по химии и физике полимеров, 1977, 256 с.
6. Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров, 2002, 605 с.
7. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
8. Рабек Я.N. Экспериментальные методы в химии полимеров Ч.1, 1983, 385 с.
9. Рабек Я.N. Экспериментальные методы в химии полимеров Ч.2, 1983, 480 с.
10. Чернин И.З. Эпоксидные полимеры и композиции, 1982, 231 с.
11. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров, 1978, 312 с.
12. Крыжановский В.К. Технические свойства полимерных материалов, 2003, 240 с.
13. Липатов Ю.С. Адсорбция полимеров, 1972, 196 с.
14. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
15. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров, 1978, 312 с.
16. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
17. Голда Р.Ф. Многокомпонентные полимерные системы, 1974, 328 с.
18. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
19. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
20. Марихин В.А. Надмолекулярная структура полимеров, 1977, 240 с.
21. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
22. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
23. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
24. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.

На главную