Эластическое свойство - полимер
Cтраница 2
Эластомеры занимают промежуточное положение между аморфными и кристаллическими полимерами. Эластические свойства полимеров обусловлены или достаточно слабыми силами, действующими между цепями, или нерегулярностью структуры, что обеспечивает высокую степень аморфности. Тенденция цепей к взаимной ориентации может оказаться сильно пониженной в результате статистического расположения метальных групп, которые вследствие возникающих пространственных препятствий затрудняют упорядочение цепей. Структура полимера такого типа схематически изображена на рис. 29 - 6; основное отличие этого эластомера от кристаллического полимера, изображенного на рис. 29 - 4, заключается в величине аморфных областей. При действии напряжения и удлинения материала цепи в аморфных областях выпрямляются и располагаются почти параллельно. [16]
Удлинение расстояния между диполями повышает, таким образом, подвижность звеньев ( - СН2 - СН2 -), а это отражается на увеличении гибкости и эластичности полимера, снижает его температуру плавления. В общем с удлинением цепи реагирующих молекул увеличиваются эластические свойства полимеров. [17]
Это означает, что полимерам с короткими цепями присущи только два состояния: стеклообразное и вязкотекучее. По мере роста длины цепи увеличивается интервал температур Гс - Гт, усиливаются эластические свойства полимера. Как показали работы В. А. Картина, зависимость между степенью полимеризации и величиной интервала T - Ти настолько явная, что ее можно использовать для определения молекулярной массы полимеров, причем этот метод не требует растворения полимера. [18]
Следует иметь в виду, что аморфные области в кристаллическом полимере играют не только отрицательную, но и положительную роль. Ослабляя полимерное тело и способствуя уменьшению прочности, эти области дают возможность проявиться эластическим свойствам полимера. Без них полимерный материал оказывается прочным, но весьма хрупким, что бывает крайне нежелательным. Поэтому регулирование структуры кристаллического полимера должно быть разумным и согласованным с требованиями, предъявляемыми к-конкретному материалу. [19]
В этом температурном интервале полимер находится в высокоэластическом состоянии, которое характеризуется возникновением в нем высоких эластических ( каучукоподоб-ных) свойств даже при воздействии незначительных механических усилий. Если в температурном интервале, характерном для стеклообразного состояния, необходимо приложение значительных механических усилий, чтобы разрушить межмолекулярные связи и тем самым реализовать эластические свойства полимера, в высокоэластическом состоянии этому способствует возникающее тепловое движение молекул полимера. Поэтому уже при небольших механических усилиях на полимер в нем реализуются высокие обратимые деформации. [20]
Это позволяет расширить интервал температур, в котором полимер обладает высокоэластическими свойствами. Кроме того, вещество должно хорошо совмещаться с полимером для того, чтобы оно не расслаивалось или не выпотевало даже при низких температурах. Наконец, при совмещении происходит раздвижение макромолекул и ослабление межмолекулярного взаимодействия, что также увеличивает гибкость цепей и улучшает эластические свойства полимеров. Вещества, удовлетворяющие всем этим условиям, называются пластификаторами. Таким образом, пластификаторами являются низкомолекулярные органические вещества, хорошо совмещающиеся с полимером и повышающие гибкость его цепей. [21]
Помимо температуры важным фактором, определяющим гибкость цепей полимеров, является взаимодействие полимера с веществами среды. Это позволяет расширить интервал температур, в котором полимер обладает высокоэластическими свойствами. Кроме того, вещество должно хорошо совмещаться с полимером для того, чтобы оно не расслаивалось или не выпотевало даже при низких температурах. Наконец, при совмещении происходит раздвижение макромолекул и ослабление межмолекулярного взаимодействия, что также увеличивает гибкость цепей и улучшает эластические свойства полимеров. Вещества, удовлетворяющие всем этим условиям, называются пластификаторами. Таким образом, пластификаторами являются низкомоле-кулярные органические вещества, хорошо совмещающиеся с полимером и повышающие гибкость его цепей. [22]
Помимо температуры, важным фактором, определяющим гибкость цепей полимеров, является взаимодействие полимера с веществами среды. Это позволяет расширить интервал температур, R котором полимер обладает высокоэластическими свойствами. Кроме того, вещество должно хорошо совмещаться с полимером, чтобы оно не расслаивалось даже при низких температурах. Наконец, при совмещении происходит раздвижение макромолекул и ослабление межмолекулярного взаимодействия, что также увеличивает гибкость цепей и улучшает эластические свойства полимеров. Вещества, удовлетворяющие этим условиям, называются пластификаторами. Таким образом, пластификаторами являются низкомолекулярные органические вещества, хорошо совмещающиеся с полимером и повышающие гибкость его цепей. [23]
 |
Схематическое изображение конфигурации цепей в гуттаперче ( горанс-1 4. [24] |
Интересно, что гуттаперча, т / анс-1 4-изомер природного каучука, при комнатной температуре является твердой и хрупкой. Причина такого различия в свойствах цис-л транс-изомеров становится легко понятной при рассмотрении молекулярных моделей. В то же время при ifitc - расположении двойных связей пространственные затруднения препятствуют расположению цепей в такой же упорядоченной структуре, и значительная часть вещества находится в аморфном состоянии со случайной ориентацией цепей. При растяжении ifuc - полимера цепи выпрямляются и возникает тенденция к ориентации, однако, поскольку такая структура неустойчива, при снятии натяжения вещество быстро возвращается в прежнее аморфное состояние. Эластические свойства полимеров рассматриваются более подробно в гл. [25]
 |
Схематическое изображение. [26] |
Интересно, что гуттаперча, / пранс-1 4-изомер природного каучука, при комнатной температуре является твердой и хрупкой. Причина такого различия в свойствах цис - и транс-изомеров становится легко понятной при рассмотрении молекулярных Моделей. В то же время при ч с-расположении двойных связей пространственные затруднения препятствуют расположению цепей в такой же упорядоченной структуре, и значительная часть вещества находится в аморфном состоянии со случайной ориентацией цепей. При растяжении ыс-полимера цепи выпрямляются и возникает тенденция к ориентации, однако, поскольку такая структура неустойчива, при снятии натяжения вещество быстро возвращается в прежнее аморфное состояние. Эластические свойства полимеров рассматриваются более подробно в гл. [27]
 |
Схематическое изображение конфигурации цепей в гуттаперче ( транс-i А. [28] |
Интересно, что гуттаперча, транс-i 4-изомер природного каучука, при комнатной температуре является твердой и хрупкой. Причина такого различия в свойствах цис-и транс-изомеров становится легко понятной при рассмотрении молекулярных моделей. В то же время при ие-расположении двойных связей пространственные затруднения препятствуют расположению цепей в такой же упорядоченной структуре, и значительная часть вещества находится в аморфном состоянии со случайной ориентацией цепей. При растяжении zfwc - полимера цепи выпрямляются и возникает тенденция к ориентации, однако, поскольку такая структура неустойчива, при снятии натяжения вещество быстро возвращается в прежнее аморфное состояние. Эластические свойства полимеров рассматриваются более подробно в гл. [29]
По эластическим свойствам сшитый полидихлорфосфазено-вый каучук приближается к идеальному каучукоподобному материалу. Длина образца после растяжения в 1 9 раза в течение 1 мин при напряжении 1 кг / см2 в температурном интервале 50 - 160 приобретает практически исходное значение. Эта цифра должна, конечно, зависеть от метода получения полимера. На эластические свойства полимера влияет также зависящий от температуры процесс кристаллизации. Модуль упругости полимера должен быть пропорционален абсолютной температуре. [30]
Страницы: 1 2