На главную

Статья по теме: Каучукоподобной эластичности

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

В этой главе была представлена классическая версия термодинамики каучукоподобной эластичности, не претерпевшая существенных изменений за последние 20 лет. Подобная «стабильность» теории обусловлена тем, что на опыте относительно легко реализовать описанные выше условия «идеальности» резины. По существу, каучукоподобная эластичность в своем энтропийном варианте (а это и есть идеальный вариант) вполне аналогична упругости газов. Некоторые геометрические трансформации — замена всестороннего сжатия растяжением, с соответствующей заменой давления на растягивающее напряжение, при соблюдении условий аффинности деформации, позволяют в полной мере использовать и математический формализм, следующий из. указанной[1, С.121]

Еще раз укажем, что аморфный полимер во всех трех областях, в частности, в области каучукоподобной эластичности //, надлежит рассматривать как расплав. Это существенно, ибо ряд в принципе кристаллизующихся полимеров (например, полиэтилен-терефталат) можно быстрым переохлаждением перевести в стеклообразное и вполне аморфное состояние. Правда, при этом в области // (именно из-за релаксационного «расстекловывания») возникает сегментальная подвижность, а она, в свою очередь, может способствовать кристаллизации. Расплав вновь появится в этом случае при Гх. п. Что касается агрегатных состояний, или степени твердоподобия, то, как уже указывалось, их не удается трактовать однозначно, как для простых веществ. Впрочем, -различие это в значительной мере кажущееся, если мы ограничиваемся таким механическим свойством, как податливость; тогда перемещая стрелку действия, можно нивелировать разницу между этими состояниями; напротив, если рассматривать обратимость деформаций, специфика полимеров, особенно состояния каучукоподобной эластичности, станет бесспорной. Эта бесспорность лишь подчеркивается тем обстоятельством, связанным с зыбкостью границ (особенно для Гт), что расплавы выше Гт и даже достаточно разбавленные растворы гибкоцепных полимеров при очень быстрых воздействиях проявляют не только твердоподобие, но и высокоэластичность при вполне умеренных частотах (см. гл. V).[1, С.80]

Однако при анализе каучукоподобной эластичности с позиций статистической физики мы можем почти избавиться от рассматриваемой суперпозиции и вести весь анализ в приближении одно-цепочечной модели. В самом деле, как мы уже видели, имеется два основных условия проявления высокоэластичности:[1, С.123]

В соответствии с молекулярной теорией каучукоподобной эластичности, сила, действующая на фиксированные концы цепи, обратно пропорциональна числу статистических элементов цепи и расстоянию между концами цепи [2, 4] *. Так как после включения цепи в кристаллит на результирующую силу влияют только оставшиеся аморфные участки, эта сила должна уменьшаться при ориентационной кристаллизации. Более того, линейные размеры аморфных участков существенно уменьшаются из-за непропорционально большей протяженности выпрямленных участков, «захваченных» кристаллитами. Следовательно, при ориентационной кристаллизации происходит общее уменьшение сокращающей силы, возникающей в системе в ответ на растяжение.[4, С.171]

В этой главе был представлен наиболее распростра^ ненный вариант статистической теории каучукоподобной эластичности, не претерпевший сколько-нибудь существенных изменений за длительное время. В основу теории положено одноцепочечное[1, С.159]

Приведенные соотношения используются при анализе деформаций гибкоцепных полимеров, особенно каучукоподобной эластичности, а также при рассмотрении фазовых переходов и других превращений на разных уровнях структурной организации.[2, С.406]

Разумеется, с устоявшимися проблемами связаны и в достаточной мере устоявшиеся технологические решения. В особенности сказанное относится к теории каучукоподобной эластичности (гл. III и IV) и основным реологическим закономерностям (гл. V и конец гл. VI); уместно, впрочем, напомнить, что практика использования каучуков и резин и методы переработки полимеров из расплавов или растворов существенно опередили теорию и подготовили почву для ее развития.[1, С.283]

В работах [92, 94] показано, что общий процесс усадки образцов ориентированного ПЭТФ включает быструю (доли секунды— несколько секунд) начальную стадию (степень усадки может достигать 10—30%). Считают, что это сокращение вызвано появлением при нагревании каучукоподобной эластичности в молекулах, расположенных в аморфных прослойках микрофибрилл или в межфибриллярных промежутках, и которые были механически застеклованы при вытяжке [94]. Полагают, что аморфные прослойки ответственны за сокращение примерно на 10%, тогда как при дальнейшем сокращении, вплоть до 40%, основная роль отводится межфибриллярным участкам молекул, обеспечивающим относительное смещение микрофибрилл друг относительно друга.[5, С.125]

В этой части в той или иной степени детализируются отдельные проблемы. Поскольку по термодинамике растворов, как и по кристаллическим полимерам, существует весьма обширная литература, мы сосредоточим внимание лишь на новых (в основном, скейлинговых) подходах; в то же время классические проблемы каучукоподобной эластичности (термодинамики и статистики сеток) лишь постепенно вступают в новую фазу, и чтобы быть готовым к восприятию новых работ в этой области, читателю надо быть хорошо знакомым с подробностями устоявшихся представлений, из которых пересмотра, по-видимому, потребуют относительно немногие. Кроме того, автор гл. V—VII Г. М. Бартенев сам внес немалый вклад в развитие современных представлений о полимерных сетках, и детализация соответствующих вопросов вполне оправдана.[2, С.112]

Что касается степени кристалличности, то она более существенно влияет не столько на прочность, сколько на упруго-деформационные свойства, ибо при больших степенях кристал-.личности число проходных цепей может быть таким же, как и при малых степенях кристалличности, но длины их значительно меньше, проявления каучукоподобной эластичности подавляются и полимер, который по положению Гст должен был бы быть каучуком, превращается в пластик. Наиболее характерным примером в этом отношении является линейный полиэтилен.[2, С.348]

Что же до химии высокомолекулярных соединений, то она на протяжении ряда десятилетий «догоняла» технологию, и в еще большей мере отставала от технологии и химии физика полимеров. Поначалу область ее интересов определялась пресловутым использованием полимеров в качестве «заменителей»—-в первую очередь, натурального каучука, а развитие теории каучукоподобной эластичности по необходимости породило физику макромолекул, или молекулярную физику полимеров. Лишь сравнительно недавно восстановилась нормальная последовательность, когда технологии стали основываться на химии и физике полимеров, причем этот процесс перестройки продолжается и по настоящее время.[2, С.4]

... 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. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров, 1976, 288 с.
2. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
3. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
4. Манделькерн Л.N. Кристаллизация полимеров, 1966, 336 с.
5. Марихин В.А. Надмолекулярная структура полимеров, 1977, 240 с.

На главную