Деформация - кристаллические полимер
Cтраница 2
Процессы ориентации, рассмотренные нами в связи с деформацией кристаллических полимеров, наблюдаются и у аморфных высокомолекулярных тел. Ориентация оказывает большое влияние на механические свойства полимеров, поэтому все современные методы изготовления высокопрочных волокон и пленок основаны на использовании явления ориентации. [16]
В другой упомянутой работе 2 сделана попытка объяснить физи ческую природу деформации кристаллических полимеров. Обраща внимание на неизменность поперечных размеров шейки на всем е протяжении, авторы указывают на несовместимость этого явлени. Дей ствительно, если бы деформировалась аморфная часть, а кристаллить только играли роль инертных наполнителей, постоянство попереч ного сечения шейки было бы непонятным, так как для находящегос. [17]
Не рассматривая этот механизм, Каваи Тори указывает 9 другие возможные механизмы деформации кристаллических полимеров, составленных из сферолитов. Большие деформации сферолитных образцов могут быть обусловлены изменением формы макромолекул в аморфных прослойках, вращением кристаллитов, относительным смещением пластин, а также скольжением структурных элементов внутри самих пластин и, наконец, разворачиванием складчатых цепей под действием механической силы. [18]
Как видно из примеров, приведенных на рис. 5, оптический метод позволяет обнаружить неоднородность деформации кристаллических полимеров. Следует различать два типа неоднородности - негомогенность деформации образца в целом и неодинаковость деформации отдельных областей сферолита. Неоднородность деформации образца 29 31 обусловлена различием механических свойств крупных структурных образований и слабоструктурированной матрицы. При исследовании внутренней неоднородности деформации сферолитов оптические методы могут характеризовать лишь внешнюю картину этого явления; изучение же его природы и механизма должно проводиться на более глубоких структурных уровнях. Наглядно это проявляется в отчетливом разделении сферолита на четыре сектора35 48 67, деформации в пределах которых осуществляются различным образом; границы секторов образуются лучами, наклоненными под 30 - 45 к направлению вытяжки. Характерным для экваториальных секторов является формирование шейки; в работах 35 37 42 48 - 55 - В7 67 подчеркивалось, что максимальную деформацию испытывают области, располагающиеся по радиусам, перпендикулярным действующим напряжениям. По-видимому, такой характер деформации сферолитов обусловлен различной устойчивостью структурных образований к действию касательных или нормальных напряжений и различным характером их распада при растяжении и сдвиге. Следует отметить, что неоднородность деформации структурных составляющих сферолита может быть выражена столь резко, что приведет к превышению предела прочности или текучести. [19]
 |
Кривые растяжения пленок при 20 С. [20] |
Разрушение исходной структуры, ее быстрая перестройка в новую структуру, аморфную или кристаллическую, дальнейшие изменения уже вновь возникшей структуры, наличие аморфных и кристаллических областей в единой, внешне монолитной, системе, - далеко не полный перечень явлений, сопутствующих деформации кристаллических полимеров и накладывающих на нее отпечаток. Разумеется, кристаллическая фаза не играет роль пассивного наполнителя, но активно участвует в процессе деформирования, претерпевая различные изменения. [21]
Соотношение между Е0 и Е1 зависит от фазового и агрегатного состояния полимерного тела. Деформация кристаллических полимеров ниже Гпл и аморфных полимеров ниже Гст определяется в основном величиной Ей - они ведут себя как упругие тела. [22]
Обобщен ряд исследований структуры полимеров, проведенных методами дифракции рентгеновских лучей под малыми и большими углами, а также оптическим и электронно-микроскопическим методами. Рассмотрены деформации кристаллических полимеров при одноосной вытяжке и вальцевании ( К сожалению, эти процессы не сопоста влены друг с другом или с макроскопическими закономерностями процесса деформации. При вытяжке и вальцевании как сферолитных образцов, так и монокристаллов при малых степенях деформации происходит сдвиг и изгиб ламелей; затем начинается сдвиг и двойникование на молекулярном уровне внутри ламелей, распрямление молекул и образование фибрилл, и, наконец, при высоких степенях деформации сдвиг между молекулами внутри фибрилл. В зависимости от сил связи между ламе-лями разрушение может происходить на различных стадиях этого процесса. Оказалось, что хрупкое разрушение происходит по границе между ламелями, когда силы связи между ними слабы, или между областями складывания внутри ламели. [23]
Как показано нами ранее [1-4], фазовое состояние оказывает существенное влияние на механические свойства кристаллических полимеров. Механизм деформации кристаллических полимеров существенно отличается от механизма деформации аморфных полимеров и является единым для всех кристаллических полимеров. В отличие от теорий, имеющих распространение за рубежом [5], о двухфазном строении кристаллических полимеров, в которых определяющими считаются свойства и содержание аморфной фазы, мы полагаем, что характерные механические свойства таких полимеров определяются поведением именно кристаллической фазы, так как при деформации кристаллических полимеров происходит не переход аморфной фазы в кристаллическую, а осуществляется рекристаллизация кристаллической фазы под влиянием внешнего механического силового поля. При этом, конечно, и у кристаллических полимеров имеются такие температурные области, при которых начинается плавление полимерных кристаллов, и в этом случае механизм деформации кристаллических полимеров может быть осложнен наличием возникшей аморфной фазы. [24]
Показанная на рис. 26 характерная кривая не всегда реализуется полностью у кристаллических полимеров. Процесс деформации кристаллических полимеров очень сильно зависит от температуры и молекулярного веса полимера. На рис. 29 и 30 представлены эти зависимости. Как видно из графиков, при очень низких температурах образец разрушается на первой стадии растяжения. Поэтому разрушение происходит раньше, чем начинается процесс рекристаллизации. [25]
Кристаллические структуры по-разному влияют на механические свойства кристаллических и кристаллизующихся полимеров. При приложении малых напряжений деформация кристаллических полимеров очень мала. Выше температуры плавления полимер переходит практически сразу в вязкотекучее состояние, при этом деформация резко возрастает ( рис. II. Кристаллизующийся полимер того же химического строения имеет иную термомеханическую кривую. Так, если расплав кристаллизующегося полимера быстро охладить, то он не успеет закристаллизоваться и перейдет в стеклообразное состояние. В отличие от-кристаллического, у кристаллизующегося полимера проявится и область высокоэластического состояния, и именно в ней, вследствие увеличения сегментальной подвижности макромолекул, наступит кристаллизация. [26]
 |
Термомеханические Н6НИе ДЛЯ ЗМОрфнЫХ КрИСТаЛЛИЗуЮЩИХСЯ кривые кристаллического ( / и при рЗСТЯЖеНИИ ПОЛИМбрОВ ( рИС. 11. У. [27] |
Кристаллические структуры по-разному влияют на механические свойства кристаллических и кристаллизующихся полимеров. При приложении малых напряжений деформация кристаллических полимеров очень мала. Кристаллизующийся полимер того же химического строения имеет иную термомеханическую кривую. Так, если расплав кристаллизующегося полимера быстро охладить, то он не успеет закристаллизоваться и перейдет в стеклообразное состояние. В отличие от кристаллического, у кристаллизующегося полимера проявится и область высокоэластического состояния, и именно в ней, вследствие увеличения сегментальной подвижности макромолекул, наступит кристаллизация. [28]
 |
Диаграммы растяжения пленок полиэти. [29] |
Изучены 36 механические свойства полиэтилена в области малых деформаций; авторы подразделяют деформацию на упругую и неупругую составляющие; они зависят от скорости деформирования. Существенное влияние на механизм деформации кристаллических полимеров оказывает химическое структурирование. [30]
Страницы: 1 2 3