Аморфно-кристаллические полимер

Cтраница 3

Рассмотрим теперь, как сказывается на выводе о равенстве т и тфл упрощающее предположение о равномерности распределения нагрузки между всеми связями в теле. В реальном теле внешняя нагрузка распределяется между связями в сечении тела неравномерно и ложится практически лишь на часть из них. Допустим, что при разрыве нагруженных связей ранее ненагруженные связи загружаются, причем так, что с выбыванием одной связи включается также одна связь и с нагружен-ностью, равной нагруженности выбывшей связи ( данная модель близка к действительности для таких тел, как например, высокоориентированные аморфно-кристаллические полимеры, см. § § 2, Згл. [31]

Следует указать на значительное различие в поведении растворимых полимерных материалов, имеющих аморфную и аморфно-кристаллическую структуру. Аморфные полимерные материалы ( пленки, волокна) при действии растворителя сильно пластифицируются и легко теряют прочность даже при незначительном нагревании. При дальнейшем нагревании они быстро размягчаются и пластически деформируются уже при незначительной нагрузке. Механические свойства аморфно-кристаллических полимеров изменяются в меньшей степени. При нагревании в присутствии растворителя их свойства изменяются при более высоких температурах. [32]

Кристаллические участки структуры полимеров, как правило, довольно дефектны и чередуются с аморфными ( неупорядоченными) участками структуры. Кристаллические участки в этих полимерах как бы держат проходные молекулярлые цепи в аморфных областях и этим обеспечивают ( получение хорошего комплекса механических свойств при незначительной продолжительности воздействия напряжений или умеренных температурах. Однако при длительном действии механических напряжений у этих волокон наблюдается значительная ползучесть. Поэтому несмотря на низкую температуру стеклования аморфно-кристаллические полимеры обладают значительной теплостойкостью, тем большей, чем выше степень кристалличности. [33]

При нагружении твердого тела пооцесс разрушения включает обычно три стадии - инициирование трещины, ее стабильный рост при возрастающей или постоянной нагрузке и нестабильное распространение трещины. Однако не во всех материалах реализуются все три стадии разрушения. В хрупких материалах, всегда имеющих внутренние дефекты, такие как слабые границы зерен в некоторых керамических материалах или поверхностные царапины в минеральном стекле или хрупких полимерных стеклах, представляющие собой зародышевые ( начальные) трещины, две первые стадии могут отсутствовать. В менее хрупких материалах, таких как аморфно-кристаллические полимеры или пластичные металлы, нестабильному распространению трещин предшествует их инициирование и стабильный рост по механизму образования микротрещин в полимерах или скопления дислокаций в металлах. Однако, если инициирование и стабильный рост трещин протекают ке всегда, то их нестабильное прорастание всегда является конечной стадией разрушения. [34]

При нагружении твердого тела пооцесс разрушения включает обычно три стадии - инициирование трещины, ее стабильный рост при возрастающей или постоянной нагрузке и нестабильное распространение трещины. Однако не во всех материалах реализуются все три стадии разрушения. В хрупких материалах, всегда имеющих внутренние дефекты, такие как слабые границы зерен в некоторых керамических материалах или поверхностные царапины в минеральном стекле или хрупких полимерных стеклах, представляющие собой зародышевые ( начальные) трещины, две первые стадии могут отсутствовать. В менее хрупких материалах, таких как аморфно-кристаллические полимеры или пластичные металлы, нестабильному распространению трещин предшествует их инициирование и стабильный рост по механизму образования микротрещин в полимерах или скопления дислокаций в металлах. Однако, если инициирование и стабильный рост трещин протекают не всегда, то их нестабильное прорастание всегда является конечной стадией разрушения. [35]

Большинство реакций ВМС относится к гетерогенным реакциям. Обычно твердый полимер взаимодействует с каким-либо жидким или газообразным реагентом. Характер гетерогенной реакции в значительной мере определяется физической структурой полимера и поэтому скорость диффузии реагента становится важнейшим фактором. Реагенты легче проникают в аморфные полимеры и в аморфные участки аморфно-кристаллических полимеров, чем в кристаллические. В кристаллических областях реакции протекают медленнее, чем в аморфных. Иногда реакция протекает только в аморфной части и на поверхности кристаллитов. [36]

Для этих целей была создана оригинальная испытательная машина для изучения свойств моноволокон с уникальной жесткостью силоизмеритель-ной системы, позволяющей записывать диаграмму деформирования углеродных волокон диаметром 8 - 10 мкм при усилиях в несколько граммов и смещениях в несколько микрометров. Был проведен цикл экспериментальных исследований тонких пленок и волокон из различных аморфно-кристаллических полимеров. Создан комплекс оригинальных, защищенных авторскими свидетельствами, установок для исследований волокон и пленок при температурах до 200 С: а) динамических свойств, б) кратковременно растяжения, в) ползучести, г) определения коэффициентов усадки и теплового расширения, д) модуля сдвига, е) оптическими свойствами степени анизотропии, ж) поверхностной прочности пленочных покрытий, з) адгезионных свойств покрытий. [37]

Что касается перехода от отдельных актов разрыва связей к накоплению повреждений и разрыву тела как целого, то здесь выполнен ряд расчетов различной сложности. Общий прием решения этой задачи следующий: постулируется какая-либо зависимость вероятности элементарного процесса от напряжения и температуры и посредством интегрирования одного уравнения или системы уравнений находится время разрушения принятой механической модели твердого тела. В работах [900-903] была произведена попытка рассчитать кинетику процесса разрушения с учетом реальной надмолекулярной структуры аморфно-кристаллических полимеров. [38]

Одним из основных путей развития современного полимерного материаловедения является нахождение способов создания материалов, обладающих заданным, часто необычным, сочетанием свойств. Это достигается структурным модифицированием существующих широко распространенных полимеров. Для конструкционных термопластов важнейшей задачей является создание материалов, сочетающих технологичность термопластичных полимеров с достаточно высокой жесткостью, теплостойкостью, статической прочностью и устойчивостью к ударным нагрузкам. Такое сочетание свойств реализуется в высококристаллических полимерах II и III групп ( см. гл. I), структура которых в температурном интервале Тс s Т [ Гпд представляет собой жесткую кристаллическую фазу с небольшим объемом эластичной аморфной фазы. Большинство аморфных или аморфно-кристаллических полимеров с низкой степенью кристалличности, эксплуатируемых в стеклообразном состоянии ( полимеры I группы), обладает низкой или нестабильной устойчивостью к ударным нагрузкам, особенно при наличии концентраторов напряжений. Это в первую очередь относится к таким технически важным полимерам, как полистирол, полиметилметакри-лат, поливинилхлорид. Повысить ударную прочность таких полимеров без резкого снижения других показателей удается диспергированием в них небольшого количества эластичных полимеров, образующих эластичную дисперсную фазу в жесткой стеклообразной матрице термопластичного полимера. [39]

Схема строения аморфно-кристаллического полимера ( фрагменты двух фибрилл. бахрома - макромолекулы, переходящие из фибриллы в фибриллу ( переходные макромолекулы. [40]

Различают фибриллярные ( волокнистые) полимеры и полимеры, не имеющие волокнистого строения. Типичный представитель фибриллярных аморфно-кристаллических полимеров - целлюлоза, которая образует природные растительные волокна. В фибриллах все оси кристаллитов ориентированы в одном направлении. Фибриллы состоят из чередующихся кристаллических участков ( кристаллитов) и аморфных участков. Резкой фазовой границы, и тем более поверхности раздела, между участками нет, т.е. фазы следует рассматривать в структурном понимании. В синтетических аморфно-кристаллических блочных полимерах оси кристаллитов не имеют одного направления, и кристаллиты как бы вкраплены в аморфную фазу. С современных позиций структура аморфно-кристаллических полимеров хорошо укладывается в рамки кластерной теории. Кристаллиты - это кластеры с максимальной степенью упорядоченности, т.е. имеющие кристаллическую решетку, соединенные проходными макромолекулами, образующими аморфные участки. [41]

Страницы: 1 2 3