Статья по теме: Деформации кристаллических

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Пластические деформации кристаллических полимеров, в частности полиэтилена, очень интенсивно исследовались с точки зрения изучения морфологических превращений, происходящих в материале при больших деформациях. Значительный вклад в выяснение этой проблемы связан с работами Келлера с соавторами, Петерлина, Гайла и других [61—63]. В настоящее время вполне очевидно, что по мере увеличения пластических деформаций на различныхморфологических уровнях совершаются коренные структурные превращения, приводящие к переходу от сферолитного к фибриллярному строению материала. Процессы молекулярной переориентации оказываются очень далекими от афинности или псевдоафинности и включают как один из структурных элементов двойникование *. При этом кажется весьма удивительным, что для понимания особенностей поведения полимерных материалов оказываются применимыми представления об анизотропии среды как континуума, хотя эти представления должны были бы существенно модифицироваться с учетом реальной структуры полимера,[5, С.301]

Молекулярный механизм развития вынужденно-эластической деформации кристаллических полимеров принципиально отличается от рассмотренного выше. В данном случае подвижность полимерных молекул ограничивается наличием кристаллических областей. Следовательно, любое изменение конформации полимерной цепи влечет за собой изменение кристаллической структуры, реализуемое посредством рекристаллизации; поэтому напряжение, соответствующее пределу текучести, иногда называют напряжением рекристаллизации. Действие механических напряжений по-разному изменяет температуру плавления различных элементов структуры. Для благоприятно ориентированных элементов температура плавления повышается и, следовательно, возрастает их стабильность. Напротив, температура плавления элементов с неблагоприятной ориентацией может существенно снизиться; поэтому в процессе деформации эти структурные элементы плавятся и потом вновь кристаллизуются в виде более устойчивых структурных форм.[6, С.29]

Полимеры, способные к кристаллизации, обладают больщей частью высокой температурой плавления, а поэтому яря комнатной температуре их легко получить в кристаллическом состоянии. •Однако при быстром охлаждении расплавь! кристаллизующихся полимеров переходят в стеклообразное состояние. Температуры их стеклования всегда лежат ниже температур плавления, причем у одних полимеров Тс ниже комнатной температуры (полиэтилен, полиамиды, поливипилиденхлорид и т, д,), у других — Тс выше комнатной температур^ (полиэтплентсрефталат, изотактический полистирол). При деформации кристаллических полимеров (так же как и некоторых стеклообразных) при определенной величине приложенного напряжения в образце внезапно образуется участок со значительно уменьшенным поперечным сечением — шейкой (стр. 211).[2, С.217]

Полимеры, способные к кристаллизации, обладают большей частью высокой тедшературой плавления, а поэтому нрн комнат-ной температуре их легко получить в кристаллическом состоянии. •Однако при быстром охлаждении расплавы кристаллизующихся полимеров переходят в стеклообразное состояние. Температуры их стеклования всегда лежат ниже температур плавления, причем у одних полимеров Тк ниже комнатной температуры (полиэтилен, полиамиды, поливинилиденхлорид и т, д.), у других — Тс выше комнатной температуры (полиэтплентсрефталат, изотактпческий полистирол). При деформации кристаллических полимеров (так же как и некоторых стеклообразных) при определенной величине приложенного напряжения в образце внезапно образуется участок со значительно уменьшенным поперечным сечением — шейкой (стр. 211).[3, С.217]

Настоящая глава посвящена обсуждению способности полимерных материалов претерпевать большие деформации. Это свойство определяется термином «yield», который будет переводиться как «пластичность» или «теку-яесть» в соответствии с тем смыслом, который придает ему автор данной монографии, равно как и многие другие авторы. Между тем важнейшее значение для понимания рассматриваемого явления имеет то, что большие деформации в твердых полимерах носят в принципе обратимый (а не пластический) характер. Это полностью относится к большим деформациям, создаваемым при растяжении аморфных и кристаллических полимеров ниже температуры стеклования, и в значительной степени к деформации кристаллических полимеров во всей температурной области, практически вплоть до температуры плавления.[5, С.303]

Наблюдающиеся особенности свойств кристаллических полимеров принято объяснять наличием в них аморфной фазы, хотя принципиально возможно, что эти особенности связаны с иным строением кристаллов высокополимерных веществ. Этот важный вопрос практически никогда не рассматривался и был обсужден лишь в последнее время [2—8]. Более того, при рассмотрении механических свойств кристаллических полимеров кристаллической фазе обычно отводится второстепенное место, так как считается, что кристаллические полимеры двухфазны, причем определяющей механические свойства является аморфная фаза, способная кристаллизоваться при деформации. Однако совсем недавно [2—6, 9] высказана противоположная точка зрения, состоящая в том, что основную роль при деформации кристаллических полимеров играют кристаллы полимеров. Поэтому необходимо подвергнуть анализу накопившиеся фактические данные о кристаллах полимеров и установить, какая из этих точек зрения подтверждается опытом. Необходимо также выделить те теоретические и экспериментальные вопросы, разрешение которых позволит подойти к построению теории физических свойств кристаллических полимеров.[7, С.78]

Кристаллические полимеры под влиянием приложенного напряжения могут подвергаться значительным деформациям (до 1000%). В течение длительного времени полагали, що деформация кристаллических полимеров (например, полиамидов) носит в основном необратимый характер, т. с. обусловлена развитием процессов течения. Это заключение основывалось па том, что растянутый образец полимера при нагревании выше температуры плавления не восстанавливал своих первоначальных размеров. Однако это не является доказательством необратимого характера деформации полиамида, поскольку, вследствие сравнительно невысокого молекулярного веса Этого полимера, при нагревании он переходит не в нысокоэластическое, а в вязкстекучее состояние, характеризующееся необратимыми деформациями. Если образец полиамида после вытяжки при комнатной температуре обработать формальдегидом, то вследствие образования пространственной сетки он при нагревании переходит не н текучее, а в высокоэластическое состояние, и холодная вытяжка оказывается полностью обратимой. Следовательно, большие деформации кристаллических полимеров могут быть и обратимыми.[3, С.217]

Кристаллические полимеры под влиянием приложенного напряжения могут подвергаться значительным деформациям (до 1000%). В течение длительного времени полагали, що деформация кри* еталличсских полимеров (например, полиамидов) носит в основном необратимый характер, Т- с. обусловлена развитием процессов течения^ Это заключение основывалось па том, что растянутый образец полимера при нагревании выше температуры плавления lie восстанавливал своих первоначальных размеров. Однако это не является доказательством необратимого характера деформации полиамида, поскольку, вследствие сравнительно невысокого молекулярного веса Этого полимера, при нагревании он переходит не в высокоэластическое, а в вязкотекучее состояние, характеризующееся необратимыми деформациями, Нсли образец полиамида после вытяжки при комнатной температуре обработать формальдегидом, то вследствие образования пространственной сетки он при нагревании переходит не R текучее, а в высокоэластическое состояние, и холодная вытяжка оказывается полностью обратимой. Следовательно, большие деформации кристаллических полимеров могут быть и обратимыми.[2, С.217]

Большие деформации кристаллических полимеров—высокоэластические, так как они связаны с изменением при структурном переходе ориентации полимерных цепей и пачек.[4, С.68]

В настоящее время не существует общей теории деформации кристаллических полихмеров. В некоторых работах описывается деформация кристаллических полимеров и отмечается образование «шейки» [5]. Однако в этом случае не рассматривается молекулярный механизм этого явления.[7, С.292]

Как показано нами ранее [1—4], фазовое состояние оказывает существенное влияние на механические свойства кристаллических полимеров. Механизм деформации кристаллических полимеров существенно отличается от механизма деформации аморфных полимеров и является единым для всех кристаллических полимеров. В отличие от теорий, имеющих распространение за рубежом [5], о двухфазном строении кристаллических полимеров, в которых определяющими считаются свойства и содержание аморфной фазы, мы полагаем, что характерные механические свойства таких полимеров определяются поведением именно кристаллической фазы, так как при деформации кристаллических полимеров происходит не переход аморфной фазы в кристаллическую, а осуществляется рекристаллизация кристаллической фазы под влиянием внешнего механического силового поля. При этом, конечно, и у кристаллических полимеров имеются такие температурные области, при которых начинается плавление полимерных кристаллов, и в этом случае механизм деформации кристаллических полимеров может быть осложнен наличием возникшей аморфной фазы.[7, С.303]

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