|
|
|
Главная --> Справочник терминов Изменения происходящие О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы *, но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс 3-Ю3—15-Ю3, т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формования и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. Необратимое уменьшение прочности полиэфирного волокна при выдерживании его в течение 30 недель в условиях высоких температур показано на рис. 9.6. Скорость изменения прочности заметно уменьшается с течением. продолжительности воздействия. странена за рубежом как описательно-качественная, а также учитывающая критерии изменения прочности. По стандартам США и Японии пятибалльная система выводится из 10 показателей, каждый из которых, в свою очередь, оценивается от 1 до 10 баллов. Эксплуатационная совместимость оценивается в•зависимости от допустимого предела изменения заданных свойств системы со временем в условиях эксплуатации. Например, если допустимые пределы изменения прочности материала составляют ДР, то прогревая систему при разных температурах, определяют время, в течение которого изменение прочности превысит допускаемый предел ЛР. Экстраполируя температурную зависимость значения времен, в течение которых ЛР не превышает заданного значения, к температуре опыта, можно предсказать возможный период эксплуатации системы. Степень и эффективность ассоциации зависит от многих факторов, включая особенность элементарных реакций, топографию процесса, присутствие в смеси других ингредиентов (пластификаторов, наполнителей, антиоксидантов) и других причин. Изменением степени ассоциации лодвесок и поперечных связей объясняется, очевидно, и экстремальный характер изменения прочности от продолжительности вулканизации (ом. рис. 2.13). Эффекты ассо-" циации и связанные с ними эффекты усиления в большей мере проявляются на первой стадии процесса, когда в вулканизацион-ной структуре преобладают подвески, и несколько . ослабляются затем при превращении последних в поперечные связи вследствие возрастающих при этом препятствий и «растаскивающих» усилий полимерных цепей, выходящих из узла. Немаловажное значение имеет скорость нагружения [30, с. 78—81; 6]. Ее увеличение обычно приводит к повышению разрушающего напряжения [31, 32]. Изменения прочности при этом имеют сложную зависимость: при низких температурах, когда пленка клея находится в стеклообразном состоянии, наблюдается преимущественно хрупкое разрушение как при динамическом, так и при статическом нагружении. Влияние скорости нагружения на прочность соединений в этой области температур проявляется в меньшей степени для более жестких систем. В табл. 5.3 приведены значения Ат = тдин — тст (где тдин и TCT — прочность при динамическом и статическом нагружении) для соединений эпоксидными клеями, отвержденными аминами и содержащими пластификатор ДБФ *. В случае отверждения алифатическим амином ДБФ оказывает антипластифицирующее действие и повышается жесткость клея, что приводит к уменьшению Ат. Для композиций, отвержденных ароматическим С увеличением нагрузки, прикладываемой перпендикулярно к склеиваемым поверхностям, клей из-за низкой вязкости выдавливается из соединений. В результате может возникнуть частичный контакт между поверхностями субстрата, что приведет к снижению фактической площади склеивания, и, следовательно, прочности соединения. Иной характер изменения прочности наблюдается при всестороннем давлении, например, при склеивании в автоклаве [45]. При этом прочность соединений монотонно повышается вплоть до достижения давления 12 МПа. Прч всестороннем сжатии, кроме того, возникают условия, способствующие более эффективному удалению воздуха из капилляров поверхности. При изменении продолжительности воздействия давления адгезионная прочность сначала, возрастает, достигает максимума, после чего несколько снижается [46] Таким образом, прочность соединений даже при одной температуре испытания может быть различной в зависимости от степени завершенности отверждения, причем изменения прочности необратимы, так как связаны с образованием сетки [27, с. 71—76]. В области температуры стеклования пленки характер изме-гения механических свойств может быть иным, чем ниже Гс, и сривые изменения прочности при сдвиге тсд = /(?') в области гс часто имеют максимум. Очевидно, что реализация сегменталь-юй подвижности в области Гс для клеев, отвержденных без на-•ревания, начинается при более низких температурах, когда ком-юзиции, отвержденные при повышенных температурах, находят-:я еще в стеклообразном состоянии. Поэтому в области Тс вследствие протекания релаксационных процессов при приложении игрузки прочность соединений, отвержденных при 20 °С, может 5ыть выше, чем у отвержденных при прогреве [81]. Для клея ЭПЦ исследован характер изменения прочности соединений и физико-механических характеристик пленок в процессе длительного отверждения при комнатной температуре (та0л. 5.16). Немаловажное значение имеет скорость нагружения [30, с. 78—81; 6]. Ее увеличение обычно приводит к повышению разрушающего напряжения [31, 32]. Изменения прочности при этом имеют сложную зависимость: при низких температурах, когда пленка клея находится в стеклообразном состоянии, наблюдается преимущественно хрупкое разрушение как при динамическом, так и при статическом нагружении. Влияние скорости нагружения на прочность соединений в этой области температур проявляется в меньшей степени для более жестких систем. В табл. 5.3 приведены значения Ат = тдин — тст (где тдин и TCT — прочность при динамическом и статическом нагружении) для соединений эпоксидными клеями, отвержденными аминами и содержащими пластификатор ДБФ *. В случае отверждения алифатическим амином ДБФ оказывает антипластифицирующее действие и повышается жесткость клея, что приводит к уменьшению Ат. Для композиций, отвержденных ароматическим Фактически уравнение (76) — это материально-энергетический баланс системы. Такой баланс в инженерной практике очень удобен, так как он опре-Рис. 57. Схема потоков энср- деляется данными, которые легко измерить. При этом гни процесса перекачки и нет необходимости анализировать или изучать слож-подогрева нефти [40]: Ные энергетические изменения, происходящие в Изучая свойства веществ, химия не ограничивается только внешними качественными (прочность, цвет вещества, его устойчивость при нагревании и т. д.) или количественными (масса, температура плавления и кипения, плотность, значение разрушающей нагрузки и т. д.) наблюдениями. Она изучает и внутренние изменения, происходящие с веществами в результате физических явлений, которые не связаны с превращениями одних веществ в другие. Примером физических явлений служит переход вещества из одного агрегатного состояния в другое (превращение жидкой воды в пар при нагревании или в лед при охлаждении). Состояние химического равновесия при неизменных внешних условиях может сохраняться сколь угодно долго. В действительности уже реальные системы обычно испытывают различные воздействия (изменение температуры, давления или концентрации реагентов), выводящие систему из состояния равновесия. Как только в системе нарушается равновесие, скорости прямой и обратной реакций становятся неодинаковыми и в системе преимущественно протекает процесс, который опять приводит ее к состоянию равновесия, но уже отвечающему новым условиям. Изменения, происходящие в равновесной системе в результате внешних воздействий, определяются принципом подвижного равновесия — принципом Л е Шателье. Она представляет собой изменение зо времени переменных, измеряемых наблюдателем, движущимся вместе со средой. С другой стороны, уравнение (5.1-5) представляет собой математическую запись принципа сохранения массы с точки зрения неподвижного наблюдателя. Производная dldt описывает изменения, происходящие в некоторой фиксированной точке пространства (такой способ изучения движения называют эйлеровым). Уравнение (5.1-6) описывает тот же принцип сохранения способом Лагранжа: наблюдатель производит измерения, двигаясь вместе с частицей жидкости. Затем подробно описывается синтез данного вещества: дается описание прибора и указывается количество каждого из реагентов, вводившихся в реакцию (в граммах и в молях), а также растворителей; указываются условия проведения реакции и характерные особенности ее течения. Особо отмечают изменения, происходящие в реакционной смеси при реакции, и признаки, характеризующие течение реакции (изменение цвета, разогревание и т. п.). Задание. Отметить на кривых дифференциально-термического и термограв'И'мет.рического анализа температуры физико-химических переходов и объяснить изменения, происходящие при нагревании исследуемого образца полимера. А и В, гальванометр Г\— механические изменения, происходящие с испытуемым веществом при данной температуре и данной нагрузке. Сигнал на гальванометр Г1 поступает через выпрямитель б) Восстановление перманганата калия иодидом калия в кислой, нейтральной и щелочной среде. В трех пробирках приготовьте растворы перманганата калия: в одной — подкисленный серной кислотой, в другой — нейтральный, в третьей — щелочной. В каждую пробирку добавьте по 2—5 капель 0,1 н. раствора иодида калия. Раствор во второй пробирке слегка подогрейте. Наблюдайте изменения, происходящие в каждой пробирке. Какое вещество окрашивает раствор в желто-бурый цвет в первой пробирке? Какое вещество выпало в осадок во второй пробирке? Какое вещество окрасило раствор в зеленый цвет в третьей пробирке? Разрыв полимерных материалов — это процесс, происходящий во времени. В течение этого времени в материале возникают необратимые изменения, о чем свидетельствует независимость долговечности от способа нагружения полимерных образцов11. Так, при непрерывном пребывании образца под нагрузкой или при гсагру-жении того же образца через некоторые промежутки времени долговечность при одном и том же напряжении одинакова. Это означает, что изменения, происходящие в твердом теле под действием растягивающих напряжений, не восстанавливаются при последующем снятии нагрузки (отдыхе), т. е. являются необратимыми. Эти необратимые изменения в материале, находящемся под нагрузкой, обусловлены образованием микротрещин. Отчет о вы полнении синтеза составляется студентом в лаборатории во время выполнения синтеза. Он представляет собой подробное описание проведения синтеза и отражает живые наблюдения экспериментатора: отмечаются изменения, происходящие в реакционной смеси при реакции, и признаки, характеризующие течение и окончание реакции (изменение цвета, разогревание и т. п.). Если были допущены отступления от намеченного в плане хода работы, то обязательно указывают на них и на последствия, вызванные этими отступлениями от методики. Отмечают продолжительность отдельных операций и стадию, на которой работа была прервана до следующего дня. Особое внимание уделяют описанию способа выделения и очистки продукта реакции, обязательно указывая выход неочищенного препарата. 1икро- и субмикромасштабе. Все изменения, происходящие с ве-  Изменение относительного Изменение показателей Изменение прочностных Изменение реакционной Изменение стандартной Изменение теплоемкости Изменение углеродного Изменении механизма Изменении содержания |
- |
Навигация