Низкомолекулярное стекло
Cтраница 2
Таким образом, для гибкоцепных полимеров почти отсутствуют характерные высокоэластические свойства в стеклообразном состоянии потому, что отсутствует само такое состояние вообще, соответствующее поведению полимера в температурном интервале Тс - / хр. Во всем этом интервале гибкоцепные полимеры ведут себя, как низкомолекулярные стекла. [16]
Гибкоцепные полимеры, цепи которых обладают повышенной гибкостью, и. Поэтому они менее склонны к проявлению вынужденной эластичности и ближе стоят по своим свойствам к низкомолекулярным стеклам и температурный интервал между Тхр и Тс у них будет небольшим. [17]
Пластическое разрушение - разрушение, которому предшествуют деформации, обусловленные перестройкой элементов структуры тела. В аморфных полимерах при определенных условиях эти деформации обратимы, а в кристаллических телах и низкомолекулярных стеклах они необратимы. [18]
Пластическое разрушение - разрушение, которому предшествуют деформации, обусловленные перестройкой элементов структуры тела. В аморфных полимерах при определенных условиях эти деформации обратимы, а в кристаллических телах и низкомолекулярных стеклах они необратимы. [19]
При низких температурах, когда энергия теплового движения мала, деформация развивается в основном за счет изменения взаимных расстояний между атомами в цепи. Поэтому при низких температурах полимеры мало деформируются и механизм их деформации не отличается от механизма деформации низкомолекулярных стекол. [20]
Три других возможных фазовых состояния полимеров соответствуют жидкому состоянию низкомолекулярных веществ. Полимерные стекла-жидкости со столь большой вязкостью, что никакое их течение за разумное время эксперимента не проявляется - в целом аналогичны низкомолекулярным стеклам. Многие используемые на практике пластмассы являются стеклообразными полимерами. [21]
Иногда наблюдается несколько пиков РЛ. В дальнейшем оно стало предметом многочисленных исследований, так как может служить методом регистрации молекулярных движений и структурных изменений в твердых полимерах и в низкомолекулярных стеклах, происходящих при изменении температуры. [23]
Вследствие сохранения некоторой подвижности у звеньев и других структурных элементов полимерной молекулы и их возможности перемещаться в свободном пространстве стекла с такой упаковкой обладают некоторой способностью деформироваться, а также относительно малой хрупкостью. Очень гибкие цепи, наоборот, легко принимают конформацию, способствующую хорошей укладке их, и плотность упаковки у них почти такая же, как и у низкомолекулярных стекол. Поэтому полимерные стекла, состоящие из подобных макромолекул, отличаются пониженной способностью к деформации, повышенными хрупкостью и упругостью, приближаясь по своим свойствам к нормальным стеклам. Например, образцы натурального каучука, охлажденные в жидком азоте до температур, значительно меньших ГСТ) легко разбиваются от удара молотком. [24]
Таким образом, процессы повышения твердости ни в каком случае не ограничиваются кристаллическими веществами; они в то же время являются результатом межмолекулярных взаимодействий в изотропном состоянии. На примере полистирола Енкель и Уберрей - тер22 показали влияние различных длин цепочек на физические свойства. Низкомолекулярные стекла обычно хрупки; высокомолекулярные, напротив, упруги и жестки. Эфиры жирных кислот, которые1 представляют собой высокоактивные умяг-чители органических пластмасс при сохранении своей летучести, вполне аналогичны по своим действиям щелочам в силикатных скелетах. Последние также относятся к хорошим умягчителям и также легко выносятся или улетучиваются из структуры силиката. [25]
При повышении температуры полимер переходит из стеклообразного состояния в высокоэластическое. Эта условная температура зависит от метода ее определения. У низкомолекулярных стекол температура стеклования разделяет области стеклообразного и вязкотекучего состояния ( рис. 1.7), так как высокоэластическое состояние у них отсутствует. [26]
Стеклование не является фазовым переходом. Стекло - это неравновесная переохлажденная жидкость, и его структура в значительной степени определяется структурой жидкого расплава, замороженного быстрым охлаждением. Применительно к низкомолекулярным стеклам это всегда было очевидным, однако стеклование полимеров в течение долгого времени отождествляли с фазовым переходом второго рода. Так, Каргин писал: Применение термина фазовый переход к явлениям стеклования основано на чисто формальных аналогиях и лишено физического смысла. [27]
Полимеры в стеклообразном состоянии обладают прочностью твердых тел: если приложить значительную силу ( при сжатии, растяжении, изгибе), они деформируются незначительно. Это объясняется тем, что в стеклообразном состоянии молекулы связаны наиболее прочно и наименее гибки. В сравнении с низкомолекулярными стеклами полимерные стекла могут несколько изменять свою форму под действием деформирующих усилий. Объясняется это тем, что часть звеньев сохраняет подвижность при наличии прочной связи на многих других участках макромолекулы. Низкомолекулярные стекла разрушаются без деформации или претерпевая едва заметную деформацию. В этом легко убедиться, если сравнить свойства органического стекла ( поли-метилметакрилата) с обыкновенным ( силикатным) стеклом. Чем ниже температура в области стеклообразного состояния, тем меньшее число звеньев обладает подвижностью, и при определенной температуре, называемой температурой хрупкости, полимерные стекла разрушаются без деформации, подобно низкомолекулярным стеклам. Более хрупки в равных температурных условиях стеклообразные полимеры, построенные из глобулярных частиц. Глобулярные молекулы теряют подвижность в целом, подобно молекулам низкомолекулярных соединений, и полимеры глобулярного строения раскалываются по линии раздела глобулярных частиц. Весьма важно поэтому в процессе переработки полимеров преобразовать глобулярную структуру в фибриллярную, что удается, например, при переработке поливинилхлорида. [28]
В стеклообразном состоянии при низких температурах тепловое движение не может преодолеть сил взаимодействия между отдельными частями молекул полимера; форма молекул и их взаимное расположение не изменяются. Поэтому в стеклообразном состоянии у высокомолекулярного вещества при малых нагрузках наблюдается лишь сравнительно небольшая деформация. Однако деформируемость полимерных стекол значительно больше, чем деформируемость обычных низкомолекулярных стекол. Это указывает на определенную свободу перемещения звеньев полимера даже в стеклообразном состоянии. [29]
Стеклообразное состояние аморфного вещества связано с потерей подвижности молекул. При понижении температуры уменьшается тепловая энергия молекул и они, в конце концов, оказываются зафиксированными силами межмолекулярного взаимодействия. Уменьшение подвижности молекул низкомолекулярного вещества приводит и к изменению характера деформации - низкомолекулярным стеклам свойственна только упруга деформация. Следовательно, они являются хрупкими телами. [30]
Страницы: 1 2 3