Термины, связанные с цементом. Ориентированного материала

Главная --> Справочник терминов

Ориентированного материала Второе заключается в том, что волокнообразование - это процесс перевода системы в неравновесное ориентированное состояние в результате приложения внешних силовых полей (механических, электромагнитных, ферментативных). Поэтому в качестве волокнообразующих полимеров оказываются наиболее эффективными фибриллярные белки (фиброин, коллаген).

Ориентированное состояние полимеров - специфическое состояние материала из линейных полимеров, характеризуемое тем, что составляющие эти материалы макромолекулы имеют преимущественное расположение осей вдоль некоторых направлений - осей ориентации - во всем объеме материала (см. Анизотропия свойств полимеров).

Текстура полимера - ориентированное состояние кристаллизующихся полимеров, которое характеризуется определенным преимущественным расположением кристаллитов и соответствующей анизотропией свойств (см.).

В последнее время практикуют радиальное растягивание образца, частично выпрямляя таким путем макромолекулы, расположенные в различных направлениях. Не снимая растягивающего усилия, полимер охлаждают ниже температуры его стеклования, благодаря чему полимер сохраняет приобретенное ориентированное состояние.

2. Другое фундаментальное релаксационное свойство полимеров связано с их способностью к стационарному (или нестационарному) продольному течению, могущему привести к переходу системы в ориентированное состояние; на этом основаны все современные методы получения химических волокон.

ОРИЕНТИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ

В некристаллических полимерах ориентированное состояние может сохраняться в результате поддерживания внешних усилий, охлаждения полимеров ниже температуры стеклования или их сшивания, а также при испарении и выжимании растворителя. Надмолекулярные структуры кристаллических полимеров обладают большей стабильностью, устойчивость ориентации обеспечивается кристаллизацией.

Одним из основных способов улучшения механических свойств линейных полимеров является их вытяжка. Чтобы зафиксировать ориентированное состояние, полученное в результате вытяжки, полимер охлаждают до температур меньших температуры стеклования. Возникающая анизотропия свойств полимеров отражает анизотропию в ориентации макромолекул. Поэтому, измеряя величину анизотропии каких-либо свойств полимера' можно получать информацию о степени ориентации его макромолекул. Одним из наиболее чувствительных индикаторов является двойное лучепреломление (оптическая анизотропия); значение коэффициента двойного лучепреломления Are часто используется в качестве меры ориентации полимера. Установлено, что Are линейно связан со средним квадратичным отклонением ориентации макромолекул от изотропного состояния.

Ориентированное состояние, в принципе, может быть достигнуто одним из трех способов [31, дополнение II]: перестройка, сборка и прямое генерирование из бесструктурного раствора или расплава. До сих пор в технологии химических волокон и пленок доминирует принцип перестройки, связанный с термическими и

Наряду со способностью к высокоэластической деформации, способность полимеров к переходу в ориентированное состояние является одним из их главных отличительных свойств по сравнению с простыми веществами. Возникновение резкой анизотропии физических свойств в ориентированном состоянии с позиций физики является даже более важным и характерным свойством полимеров, чем способность к проявлению каучукоподобной эластичности. Это анизотропия, достигаемая разными способами, в рав-

Глава VI. Ориентированное состояние полимеров . . . . . .'.184

На рис. 8.20 также видно расширение головки одиночного волокна. Это расширение соответствует сокращению ориентированного материала, вызванного нагревом волокна в процессе пластического деформирования. Если скорость деформирования возрастает до 50 с-1, то тепло, выделяющееся при пластическом деформировании не затронутого трещиной поперечного сечения волокна, не может рассеиваться достаточно быстро. Происходит локальное превышение температуры плавления, и головка волокна расширяется почти до диаметра невытянутого материала (рис. 8.21).

Разрушение полимеров в стеклообразном состоянии при напряжениях ниже сгв происходит путем образования и развития двух крайних типов трещин: при низких температурах и малых напряжениях (область квазихрупкого разрушения) растут трещины разрушения, при повышенных температурах и напряжениях (заштрихованная область IV на рис. 11.4) при определенных условиях растут крейзы, возникающие в результате деформационного микрорасслоения материала. Между стенками трещины «серебра» образуются микротяжи сильно ориентированного материала.

щадь, ограниченная этой кривой, представляет собой интегральное почернение, обусловленное рассеянием ориентированного материала. Для расчета функции распределения осей макромолекул по углам кривую почернения нормируют путем приведения площади под кривой к одному значению — площади прямоугольника с высотой, равной Е, которую находят из отношения площади S подтсри-вой почернения к площади основания Of. Для этого значения почернения Еп в каждой точке относят к высоте прямоугольника Е.

В неориентированном же материале рвется не только V3 химических связей, но и часть вандерваальсовых связей, вкладом которых в грубом расчете можно пренебречь. При этом теоретическая прочность предельно ориентированного материала а'т должна превышать теоретическую прочность неориентированного ат в п раз, где я>1. Следовательно

При ориентации неоднородность в распределении напряжений, казалось бы, должна увеличиваться, однако имеются данные как по уменьшению29 а для уже ориентированного материала, так и по увеличению31 а при сильной вытяжке его в процессе испытания. Активный (высокодисперсный) наполнитель с точки зрения его влияния на равномерность распределения напряжений должен был бы действовать на коэффициент b противоположно грубо-дисперсному (т. е. увеличивать этот коэффициент). Однако введение активного наполнителя, наоборот, приводит к уменьшению b (рис. 161).

перенапряжений. В дальнейшем образуется зона дополнительно ориентированного материала, расположенная перпендикулярно оси деформации. По-видимому, зона дополнительно ориентированного полимерного материала образуется всегда, но в зависимости от соотношения скоростей деформации и протекания релаксационных процессов перегруппировки наиболее мобильных элементов структуры эта зона будет иметь большие или меньшие размеры.

ния полиэтилентерефталата, определенная обычными методами составляет 353 К- Однако Тс определяют при малых напряжениях' При разрушающих напряжениях деформация макромолекул происходит при температурах более низких, чем температура стеклования, определенная при малых напряжениях. Так, уже при 333 К наблюдается существенное расширение зоны дополнительно ориентированного материала.

чем при вулканизации кристаллизующихся каучуков. Наблюдения такого рода позволили сформулировать положение, впервые высказанное 3. Н. Тарасовой и Б. А. Догадкиным :[45; 99] о том, что влияние вулканизующей системы на свойства вулканизатов связано прежде всего с образованием поперечных связей различной энергии. Действительно, прочность ненаполненных вулканизатов кристаллизующихся каучуков растет по мере уменьшения энергии при переходе от прочных С—С поперечных связей к моно-, ди-, полисульфидным поперечным связям и в еще большей степени к солевым и координационным вулканизационным структурам. Положительное влияние «слабых» полисульфидных, солевых и комплексных «поперечных связей» на статическую прочность резин при нормальных условиях (температура не выше 150 °С и скорость деформации 500 мм/мин) с позиций молекулярной модели вул-канизационной сетки объяснили следующим образом. Для вулканизата со статистически распределенными поперечными связями характерно широкое распределение Мс по размерам. При растяжении напряжения концентрируются на коротких и вытянутых отрезках цепей и, если поперечные связи прочные, то эти цепи разрываются при небольших деформациях и обусловливают разрушение слабо ориентированного материала. Если же энергия поперечных связей меньше, чем химических связей в главной цепи, то перенапряжения уменьшаются в результате избирательной перегруппировки слабых связей, что способствует увеличению степени деформации сетки и ориентации материала к моменту разрушения. Еще более эффективным рассматривалось сочетание в вулканизационной структуре поперечных связей разной энергии, поскольку если «слабые» связи способствуют релаксации локальных перенапряжений и ориентации цепей, то более «прочные» связи обеспечивают целостность пространственной сетки при больших деформациях [101].

Высокие показатели долговечности, усталостной прочности, стойкости к образованию «серебра», ударной вязкости, относительного удлинения при разрыве, малая чувствительность к концентраторам напряжений, а также высокие эксплуатационные показатели позволяют повысить допустимые напряжения для ориентированного материала до 150 кгс/см2 вместо 100 кгс/см2, установленных для неориентированного органического стекла.

При эксплуатации ориентированных органических стекол CT-I и 2-55 в условиях неоднородного температурного поля температура наружной поверхности ориентированного материала может быть выше температуры размягчения стекла.

мера, то морфологическая структура полимера в исходном состоянии должна играть важную роль в образовании структуры ориентированного материала.

Основании кинетических Олигомеров этиленоксида Основании превращения Основании следующих Основании структурных Омылением этилового Обработка продуктов Основными исходными Основными операциями