Главная --> Справочник терминов


Жесткости материала Во 2-м издании книги большее внимание уделено способам количественной оценки гибкости (жесткости) макромолекул, а также кинетическим аспектам агрегатных и фазовых переходов в полимерных системах. Включен новый раздел, посвященный реологии растворов и расплавов полимеров. Коренной переработке подвергнуты также разделы, связанные с синтезом полимеров, описанием свойств и превращений природных волокно-образующих полимеров. Наряду с целлюлозой определенное внимание уделено хитину и хитозану, являющимся интересными волокнообразующими полимерами. Введен раздел, посвященный химии и физикохимии фибриллярных белков: фиброину, кератину, коллагену. Примеры и задачи, приведенные во втором издании книги, взяты из исследовательской и технологической практики авторов книги.

Абсолютные значения приведенной степени однородности для одного полимера существенного интереса не представляют. Однако, если сравнивать значения ^п различных образцов одного и того же полимера, то оказывается, что чем ниже приведенная степень однородности, тем равномернее полимер по своему молекулярному составу. На рис. 1.26 приведены результаты изучения влияния полидисперсности на физико-механические свойства различных волокон. Уменьшение содержания низкомолекулярных фракций в полимере улучшает комплекс физико-механических свойств формуемых из них волокон. Содержание этих фракций не должно превышать 3-5%. С увеличением гибкости полимерных цепей влияние молекулярной однородности полимера на физико-механические свойства волокон и пленок возрастает. Увеличение полидисперсности сравнительно гибко-цепных полимеров приводит к резкому ухудшению прочностных, и в особенности усталостных, характеристик волокон. С повышением жесткости макромолекул волокнообразующих по-

С увеличением полярности боковых заместителей возрастает и потенциальный барьер, препятствующий свободному вращению атомных групп, что приводит к повышению жесткости макромолекул из-за усиления их взаимодействия. При этом роль боковых заместителей еще более возрастает, если они способны образовывать различного рода водородные связи.

Высокоэластическая деформация вызвана изменением кон-формаций макромолекул и связана с изменением сегментального теплового движения макромолекул в приложенном поле сил. При одноосном растяжении полимера макромолекулы стремятся распрямиться и ориентироваться вдоль направления действия сил. После снятия нагрузки под влиянием теплового движения постепенно восстанавливается первоначальная среднестатистическая конформация макромолекул. Время, необходимое для перехода системы в равновесное стабильное состояние (время релаксации), в зависимости от выбранных условий и жесткости макромолекул может составить от 10~2 с до 104 лет.

Ленты укладываются более или менее параллельно в одной плоскости по 10-15 штук, образуя пачки молекул из 8-10 слоев (рис. 3.19). Вследствие относительной жесткости макромолекул и прочности межмолекулярных связей такие пачки существуют практически бесконечно долго. В результате образуется пачка, сечение которой составляет примерно 5x8 нм.

б) с повышением жесткости макромолекул волокнообразую-щего полимера?

Если учесть, что прочность химической связи -С-С- составляет 260-350 кДж/моль, то очевидно, что с увеличением жесткости макромолекул (рис. 4.15) возрастание АЕр может привести к термическому распаду полимерных цепей при достаточно высоких температурах. Действительно, триацетат целлюлозы может

рителя, повышение термодинамической жесткости макромолекул волокнообразующих полимеров, обусловливая возрастание Д?р, приводит к увеличению значений т., при которых &Ер приобретают постоянные значения.

Характер развития шейки и деформирования кристаллизующихся полимеров зависит от молекулярной массы М и температуры испытаний. При повышении М деформируемость и разрушение становятся более вязкими. К такому же эффекту приводит повышение температуры Т. Итак, характер взаимного расположения макромолекулярных цепей, их степень упорядоченности во многом определяют механические свойства полимерных материалов. При этом следует иметь в виду, что относительная роль молекулярных и надмолекулярных структур в формировании определенных физико-механических свойств полимера меняется в зависимости от температурных условий окружающей среды и жесткости макромолекул. Понижение температуры или гибкости макромолекулы усиливает роль надмолекулярных образований и, наоборот, повышение температуры Т или гибкости молекулярных цепочек выдвигает на первый план характер молекулярного строения.

свидетельствует о значительной жесткости макромолекул ПВБ в

увеличение жесткости макромолекул, причем снижается

где В ц — характеристики жесткости материала, г, / — немые индексы, пробегающие значения 1, . . ., 6.

Номер опыта Тип волны Направление движения частиц вдоль оси Формулы для определения коэффициентов жесткости материала

макромолекул становится ничтожно малой. Поэтому, несмотря на дальнейшее увеличение количества полярных групп, полимер вновь приобретает свойства хорошего диэлектрика (рис. 80). Эластичность полимера при этом уменьшается, так как возникновение часто расположенных поперечных связей лишает отдельные сегменты макромолекул подвижности, что приводит к возрастанию твердости и жесткости материала.

Для защиты от шума, который не только причиняет беспокойство, но и наносит ущерб здоровью людей при уровне звукового давления свыше 90 дб, в гражданском строительстве применяют волокнистые и пористые звукопоглощающие материалы. Защита от шума достигается методами звукоизоляции, т. е. преобразованием акустической энергии в тепловую за счет внутреннего трения и/или отражения. Интенсивность отражения зависит от массы и жесткости материала. Мягкие 'конструкционные элементы, такие как минеральная вата, а также пенопласты, ослабляют звуковые волны в основном (на 90%) за счет изоляционных свойств этих материалов и только частично — за счет отражения.

Модуль упругости - одна из важнейших характеристик механических свойств - является показателем жесткости материала.

Величина Е„р в этом слу!яе зависит от диэлектрических свойств и жесткости материала и увеличивается с ростом модуля упругости Е и при снижении диэлектрической проницаемости е

повышение жесткости материала, характеризуемое уменьшением ер и ударной вязкости. В жидкой среде процесс разрушения полимеров протекает более интенсивно.

Часть этих методов базировалась на необходимости увеличения нагрузки в соответствии с ростом жесткости материала, как это было указано выше для армированных термопластов. Были предложены методы, в которых уровень нагрузки составлял 10% от прочности стеклопластиков при изгибе [3].

Процессы растрескивания под действием окружающей среды связаны с большим числом переменных факторов, относящихся как к полимеру, так и к окружающей его среде. Такг важную роль играет средний молекулярный вес. Установлено, что с уменьшением молекулярного веса возрастает склонность к растрескиванию. Действительно, более длинные полимерные цепи пересекают большее количество кристаллитных областей, образуя как бы мостики, проходящие через границы этих областей и затрудняющие прорастание трещин. Именно этим можно объяснить, почему полипропилен обладает повышенным по сравнению с полиэтиленом сопротивлением растрескиванию. В среднем молекулярный вес полипропилена выше, чем полиэтилена. Молекулярно-весовое распределение также сильно влияет на напряжения растрескивания. Это может быть доказано испытанием на растрескивание образцов полиэтилена, содержащих различные количества низкомолекулярных, фракций. По мере увеличения содержания низкомолекулярных фракций повышается склонность к растрескиванию. Аналогичное влияние оказывает увеличение степени кристалличности. Так, если полиэтилен быстро охладить, то напряжения растрескивания уменьшаются. Если же охлаждение проводить медленно, так чтобы существовали благоприятные условия для кристаллизации, то склонность к растрескиванию увеличивается. Наряду с этим определенное влияние оказывает размер кристалла. Рост кристаллов способствует увеличению жесткости материала и облегчает наступление растрескивания, так как при одной и той же деформации напряжения тем больше, чем жестче материал. Конечно» растрескивание может происходить и в отсутствие внешней силы, поскольку при литье под давлением или любом другом методе переработки в изделиях могут возникать внутренние напряжения. Влияние ориентации, возникающей в материале при переработке, уже рассматривалось на примере экструзии труб, при которой полимер ориентировался в продольном направлении, тем самым способствуя образованию в образце трещин.

модуля жесткости материала. Из рис. 3 и 4 ясно видно, что при любой температуре повышение содержания наполнителя приводит к возрастанию предела прочности. Полистирольный наполнитель, по

Весьма важен эффект ориентации волокна в наполненных композициях. Теоретически рассчитанные значения изменения жесткости материала при армировании представлены на рис. 9. Наибольший эффект армирования достигается при одноосной ориентации стеклянного волокна. Практически наиболее общим случаем является плоскостная ориентация. Теоретическое значение модуля упругости при такой ориентации составляет одну треть значения, достигаемого при одноосной ориентации.

С наблюдаемым ростом продольной вязкости^ связанным с ориентацией макромолекул, коррелирует увеличение модуля высоко-эластичности Е (рис. 6.12), поскольку ориентация способствует росту жесткости материала. При этом в области низких скоростей деформации выполняется соотношение Е = 3G, следующее из линейной теории вязкоупругости.




Женевской номенклатуры Жесткости материала Жидкостей необходимо Желательном направлении Жирорастворимые красители Желательно пользоваться Железнодорожного транспорта Желтоватое кристаллическое

-
Яндекс.Метрика