На главную

Статья по теме: Ориентированном состоянии

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

В ориентированном состоянии коэффициент концентрации напряжения, вероятно, будет больше, чем в неориентированном, так как в последнем концентрация напряжений в вершинах трещин снижается из-за вынужденно-эластического течения материала. В общем же коэффициент 8 с ориентацией меняется мало, так как на модуль упругости ориентация почти не влияет. Учитывая это, можно сделать вывод, что отношение прочностеи неориентированного и предельно ориентированного полимера не должно превышать число п, зависящее от гибкости цепных молекул.[18, С.145]

Свойства полимера в ориентированном состоянии определяются не только средней степенью ориентации макромолекул, но и более тонкими особенностями его строения. Наличие у полимеров сравнительно широкого распределения по длинам цепей и узлов молекулярной, сетки разной стабильности приводит к тому, что появляются качественные отличия в ориентации полимера, вытянутого при высокой и низкой температуре. Чем выше температура вытяжки, тем интенсивнее идет процесс разрушения узлов молекулярной сетки, причем в первую очередь разрушаются слабые узлы. Конфигурационные и конформационные изменения цепей при их растяжении лимитируют более стабильные, но реже расположенные узлы. Поэтому все большая доля коротких молекул выходит из напряженного состояния и оказывается в свернутом неориентированном состоянии. В этом случае ориентированными оказываются преимущественно макромолекулы с большой молекулярной массой. Степень их ориентации непрерывно растет с увеличением степени вытяжки. Они находятся как бы в растворе неориентированных молекул с низкой молекулярной массой. Поэтому два образца, ориентированные до одинаковой степени при высокой и низкей температуре, могут отличаться не только общими удлинениями, но и длинами ориентированных молекул. В первом случае образец ориентирован в основном за счет длинных молекул, во втором—за счет -' "2 -^ "'• всех молекул, имеющихся в образце.[5, С.189]

У аморфных полимеров в ориентированном состоянии отдельные участки цепей направлены преимущественно вдоль оси растяжения. Благодаря этому возникает структурная анизотропия в областях ближнего порядка, которая на макроскопическом уровне проявляется в анизотропии физико-механических свойств, в частности двулучепреломлении, повышении прочности и модуля упругости в направлении оси ориентации и т. д.[7, С.178]

Политиоэфиры обладают высокой эластичностью в ориентированном состоянии и удовлетворительной прочностью. Формованием из расплава с последующей ориентацией в нагретом состоянии можно получить политиоэфирные нити и пленки.[3, С.461]

Особенности физических свойств полимеров, находящихся в ориентированном состоянии, связаны с их специфической анизотропной структурой. При деформировании полимеров происходит изменение конформаций цепных макромолекул, их взаимного расположения, а также изменение различных форм надмолекулярной организации. Эти изменения структуры полимеров при их деформировании обусловлены тем, что ее элементы ориентируются в направлении действия сил. Вследствие наличия малых и больших структурных элементов возможны как ориентация макромолекул в целом, так и их частей. Чтобы ориентировать части цепных макромолекул, необходимо не только повернуть их, но и переместить, так как все они связаны в цепи, локально собранные в микроблоки, и могут поворачиваться только при одновременном перемещении других частей. Скорости этих двух процессов ориентации резко различны, поэтому при действии ориентирующих сил прежде всего развивается ориентация участков цепей, а затем и ориентация цепных макромолекул в целом. Однако в соответствии с правилом стрелки действия (см. рис. II. 2) можно, варьируя скорость и температуру растяжения, сделать доминирующим лишь один процесс ориентации, в частности добиться «одноактного» распрямления всех цепей [22].[5, С.184]

Кристаллические полимеры могут быть как в неориентированном, так и в ориентированном состоянии. К неориентированным кристаллическим полимерам относятся, например, полиолефины ПЭ и ПП. Для имеющихся в них сферолитов характерны складчатые кристаллиты. При этом сферолиты состоят из отдельных лучей, перпендикулярно которым располагаются складки из макромолекул. Модель такого полимера представляет собой сочетание кристаллической и некристаллической частей, а также областей перехода между ними. Например, у полиэтилена обычно бывает до 10—15% аморфной фазы. После плавления кристаллитов в таком полимере остаются упорядоченные области, играющие роль наполнителя. Таким образом, частично-кристаллический полимер напоминает систему из некристаллического полимера с «наполнителем», между которыми имеются переходные слои. Ориентированными кристаллическими полимерами являются полимерные волокна. Для ориентированных полимеров разной степени кристалличности характерно наличие микрофибрилл.[6, С.23]

Полимерные волокна отличаются тем, что исходные полимеры в них находятся в ориентированном состоянии в результате сильной вытяжки. Большинство волокнообразующих полимеров находится в кристаллическом состоянии и характеризуется сильными межмолекулярными взаимодействиями. Температуры плавления этих полимеров 100—300° С. Природные и синтетические волокна являются основой для создания текстильных материалов и изделий.[6, С.11]

В теории разрушения Сяо—Кауша [60, 61] неявно полагается, что твердый полимер находится в ориентированном состоянии. Данная теория объединяет кинетическую концепцию Журкова и Буше и теорию деформирования анизотропных твердых тел, разработанную Сяо [59] для модели, состоящей из стержнеобразных упругих элементов. Эта теория основана на упрощающем предположении о том, что механические свойства анизотропных твердых тел определяются преимущественно ориентацией и свойствами (одномерных) упругих элементов. Межмолекулярное взаимодействие не учитывается. В гл. 2 была описана соответствующая математическая модель и была[2, С.83]

Сеточная модель линейных аморфных полимеров в высокоэластическом состоянии была предложена и развита в работах Тобольского [37] и Бики. Кувшинский с сотрудниками * и Шишкин с сотрудниками **, взяв за основу эту модель, провели всестороннее исследование закономерностей ориентирования аморфных полимеров и их механических свойств в ориентированном состоянии. В работах Бартенева с сотрудниками *** предложена теория ориея-тащюнной вытяжки линейных аморфных полимеров, в основу которой также положена эта модель. Понятие сетки является лишь простой и наглядной аппроксимацией межмолекулярного взаимодействия, действительный характер которого очень сложен. Ёсе виды межмолекулярного взаимодействия в аморфных полимерах можно условно разделить на локальные, и распределенные. К первым относятся взаимодействие боковых полярных групп, водородные связи, зацепление молекул. Обнаруженные при повышенных температурах упорядоченные мийроблоки также можно рассматривать как своего рода локальные межмолекулярные взаимодействия, ограничивающие свободу теплового движения сегментов макромолекул. Вместе с тем действуют и обычные вандерваальсо-вы силы, это взаимодействие естественней рассматривать непрерывно распределенным. Интенсивность локальных взаимодействий и их время жизни значительно больше, чем распределенного взаимодействия, что совместно с их локализованностью и дает основание уподобить их узлам сетки.[5, С.186]

Однако некоторые характеристики полимеров зависят от степени ориентации полимерных молекул. В этом случае уравнение (3.9-1), будучи справедливым для неориентированного состояния, не описывает эти характеристики в ориентированном состоянии, так как необходимо учитывать величину ориентации:[4, С.71]

В предыдущих параграфах были подробно изложены более или менее устоявшиеся подходы к изучению аморфных и кристаллических ориентированных полимеров; в частности, были затронуты проблемы структурной механики, касающиеся механизмов разрушения полимеров в ориентированном состоянии. Однако исследования в этой области продолжают интенсивно развиваться, и новые экспериментальные данные заставляют изменить некоторые точки зрения. Поэтому представляется целесообразным дать краткий очерк состояния физики ориентированных полимеров к середине 1975 г. с указанием основных теоретических идей и практических тенденций.[5, С.216]

... 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. Геллер Б.Э. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, 1996, 432 с.
2. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
3. Лосев И.П. Химия синтетических полимеров, 1960, 577 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. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
8. Кузнецов Е.В. Практикум по химии и физике полимеров, 1977, 256 с.
9. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
10. Белозеров Н.В. Технология резины, 1967, 660 с.
11. Амброж И.N. Полипропилен, 1967, 317 с.
12. Петухов Б.В. Полиэфирные волокна, 1976, 271 с.
13. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
14. Сагалаев Г.В. Справочник по технологии изделий из пластмасс, 2000, 425 с.
15. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
16. Пашин Ю.А. Фторопласты, 1978, 233 с.
17. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
18. Бартенев Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов, 1964, 388 с.
19. Кармин Б.К. Химия и технология высокомолекулярных соединений Том 6, 1975, 172 с.
20. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
21. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров, 1978, 312 с.
22. Ребиндер П.А. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, 1967, 624 с.
23. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров, 1977, 464 с.
24. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
25. Иржак В.И. Сетчатые полимеры, 1979, 248 с.
26. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
27. Клаин Г.N. Аналитическая химия полимеров том 2, 1965, 472 с.
28. Манделькерн Л.N. Кристаллизация полимеров, 1966, 336 с.
29. Марихин В.А. Надмолекулярная структура полимеров, 1977, 240 с.
30. Тюдзе Р.N. Физическая химия полимеров, 1977, 296 с.
31. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
32. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
33. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
34. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
35. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.
36. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
37. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6, 1961, 854 с.
38. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 7, 1961, 726 с.
39. Коршак В.В. Прогресс полимерной химии, 1965, 417 с.

На главную