На главную

Статья по теме: Физических состояний

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

С любым из физических состояний связан определенный комплекс физических свойств полимеров, и каждому из указанных состояний соответствует своя область их технического и технологического применения. Физические состояния и границы их существования изучают многими структурными методами. Однако чаще всего эти состояния устанавливают и исследуют по изменениям механических свойств полимеров, которые очень чувствительны и к структурным изменениям, и к релаксационным переходам. Среди разных механических свойств полимеров деформируемость являет-[4, С.31]

Температурные интервалы фазовых и физических состояний определяют комплекс механических свойств и соответственно области практического применения полимера. Так, полимеры, находящиеся при комнатной температуре в кристаллическом (фазовом) или аморфные полимеры в стеклообразном (физическом) состоянии могут быть использованы в качестве пластиков или волокно-образующих материалов. Аморфные полимеры, находящиеся при комнатной температуре в высокоэластическом физическом состоянии, могут применяться в качестве каучуков для получения резиновых изделий. В вязкотекучем состоянии обычно осуществляют переработку (формование) полимеров в изделия.[5, С.143]

Выше было отмечено, что в каждом из трех физических состояний полимер может находиться только в том случае, если его молекулярная масса достаточно велика. Тогда при нагревании твердого пластика он переходит последовательно из твердого стеклообразного состояния в высокоэластическос, а затем - в вязкотекучее (см. рис. 18). Если молекулярная масса полимера мала, он из стеклообразного состояния переходит непосредственно в вязкотекучее, атермомеханичсская кривая имеет вид. схематически изображенный на рис. 19. Такая кривая характерна также и для низкомолекулярных веществ. Таким образом, высокоэластическое состояние характерно только для полимеров и не проявляется у низкомолекулярных веществ.[9, С.91]

Релаксационный характер механических свойств и физических состояний полимеров. Специфика полимеров заключается не только в проявляющейся при определенных условиях способности к большим обратимым деформациям, но также в том, что их механические свойства носят резко выраженный релаксационный характер, т. е. сильно зависят от временной, а в случае периодических деформаций, от частотной шкалы. Эта. зависимость, как н высокоэластичность, является следствием длинноцепочечного строения полимеров и обусловлена необходимостью длительных промежутков времени (времен релаксации) для конформационной перестройки большого числа связанных между собой структурных элементов цепи при переходе ее из одного равновесного состояния в другое. Время релаксации является функцией температуры и за-[1, С.40]

Одной из еще не рассмотренных возможных комбинаций различных физических состояний вещества являются дисперсии жидкости в газе. Обычно коллоидная дисперсия жидкости в газовой фазе называется туманом. Применительно к полимерам, туманы образуются жидкими частицами весьма больших размеров, которые могут поддерживаться во взвешенном состоянии только за счет большой скорости газа. Одним из наиболее важных примеров использования в технологии полимеров системы «жидкость в газе» является распыление краски безразлично каким методом—под давлением воздуха из специального устройства или путем создания аэрозоля. Процесс распыления краски и в настоящее время в большей степени определяется искусством оператора, нежели какими-либо научными соображениями. На практике процесс напыления состоит в том, что жидкость (это может быть дисперсия полимера в жидкости или раствор полимера) вместе с многочисленными добавками—пигментами, наполнителями и другими ингредиентами—заправляется в контейнер распыливающего устройства, откуда под действием избыточного давления или разрежения подается в форсунку, где смешивается с поступающей с высокой скоростью воздушной струей. При этом жидкость разбивается на отдельные капельки, т. е. распыляется, и выбрасывается через форсунку на обрабатываемую поверхность.[16, С.87]

Комплекс структурно-механических характеристик полимерных материалов зависит от физических состояний полимеров.[2, С.122]

Даже в цепных или умеренно сетчатых * неорганических полимерах привычные проявления физических состояний заэкранированы чрезвычайно сильными межмолекулярными взаимодействиями (исключение _ представляют гомоатомны'е линейные полимеры-VI группы, где обрамляющих групп нет вовсе), из-за которых даже некристаллические полимеры всегда находятся в твердом, стеклообразном или «керамическом» (хотя этим термином обычно не пользуются) состоянии. Так как плавление этих неорганических полимеров происходит на границе температурной устойчивости химических связей, обнаружить типично полимерные релаксационные свойства этих расплавов удается лишь при некоторых ухищрениях (см. гл. V).[3, С.21]

В принципе термомеханический метод исследования сразу позволяет определить температурные интервалы всех трех физических состояний полимера. Однако уверенно говорить о наличии тех или иных физических состояний и соответствующих им температурных интервалах можно лишь в том случае, если известно, что исследуемый полимер ведет себя как "классический", т.е. дает классическую термомеханическую кривую, показанную на рис.18. При оценке свойств нового полимера, как будет видно дальше, даже совпадение формы термомеханической кривой с классической еще не позволяет однозначно судить о температурных интервалах физических состояний и даже о самих состояниях.[9, С.99]

Третья часть книги — «Основы физикохимии высокомолекулярных соединений» — написана проф. Г. Л. Слонимским. В ней рассмотрены особенности структуры высокомолекулярных соединений, их физических состояний и физико-механических свойств, а также приведены элементарные сведения о растворах высокомолекулярных соединений. Из методов исследования высокомолекулярных соединений в этом разделе изложены лишь принципы методов определения молекулярных масс, непосредственно связанные со свойствами растворов. Подробное рассмотрение методов определения молекулярных масс и других методов исследования полимеров выходит за рамки данной книги.[8, С.7]

Полимеры могут либо кристаллизоваться, либо оставаться при всех температурах аморфными. В последнем случае они могут находиться в различных физических (релаксационных) состояниях: стеклообразном, высокоэластическом или вязкотекучем. С каждым из физических состояний связан определенный комплекс свойств, и каждому состоянию отвечает своя область технического и технологического применения. Физические состояния и границы их существования изучают многими структурными методами, но чаще всего их определяют по изменению механических свойств полимеров, которые очень чувствительны к структурным изменениям и релаксационным переходам. Так, для этой цели широко используют измерения деформируемости или податливости полимеров в широком интервале температур.[6, С.102]

При дальнейшем нагревании резкое увеличение деформации связано с появлением вязкотекучего состояния, при котором характерно вязкое течение полимерного вещества. Соответствующие температуры переходов из стеклообразного состояния в высокоэластическое и из высокоэластического в вязко-текучее получили название "температура стеклования" и "температура текучести". Прежде чем рассмотреть природу каждого из физических состояний полимеров, отметим, что в зависимости от химического строения полимера, т.е. от гибкости или жесткости его макромолекул, температура стеклования может принимать самые разнообразные значения. В настоящее время известны полимеры, у которых температура стеклования изменяется от -1 23 до 600 °С. Примером первого из них является полидиметилсилоксан, который имеет следующую структурную формулу[9, С.87]

... 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. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров, 1976, 288 с.
4. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
5. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
6. Кузнецов Е.В. Практикум по химии и физике полимеров, 1977, 256 с.
7. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
8. Стрепихеев А.А. Основы химии высокомолекулярных соединений, 1976, 440 с.
9. Аскадский А.А. Компьютерное материаловедение полимеров Т.1 Атомно-молекулярный уровень, 1999, 544 с.
10. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
11. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
12. Вострокнутов Е.Г. Переработка каучуков и резиновых смесей, 1980, 281 с.
13. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений Издание третье, 1978, 384 с.
14. Малкин А.Я. Методы измерения механических свойств полимеров, 1978, 336 с.
15. Папков С.П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров, 1971, 372 с.
16. Северс Э.Т. Реология полимеров, 1966, 199 с.
17. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
18. Каргин В.А. Коллоидные системы и растворы полимеров, 1978, 332 с.
19. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
20. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.

На главную