Главная --> Справочник терминов


Обратимой деформацией Свойства полиизобутилена зависят от молекулярного веса. С увеличением молекулярного веса повышаются разрушающее напряжение при растяжении, обратимая деформация и твердость. Полиизобутилен хорошо совмещается с другими поли-, мерными продуктами.

Обратимая деформация пространственной сетки полимерного субстрата, построенной из таких статистических клубков, приводит к изменению конфигурационной энтропии A.SK. Вместе с тем деформируемость такой сетки характеризуется модулем высокоэластичности ?вэ:

Грессли с сотр. [22] установил, что при экструзии полистирола со скоростью 1—3 мм/с при 160-180 °С степень ВЭВ D/D0 на расстоянии 0,1 см от выхода из капилляра составляет 90 % от максимальной. Остальные 10 % ВЭВ развиваются на расстоянии 3 см от выхода из капилляра. Что же представляет собой «обратимая деформация» на участке длиной 0,1 см?

Во избежание провисания заготовок для их изготовления используют ПЭВП, имеющий очень высокую молекулярную массу. Когсвелл [33] установил, что для некоторых полимеров (даже при больших размерах заготовки) 70 % деформации «провисания» в течение 8 с составляет полностью обратимая деформация. Кроме того, он разработал приближенный способ оценки уменьшения площади поперечного сечения и изменения толщины заготовки (и соответствующего ее удлинения) под действием силы тяжести. В связи с наличием значительных инерционных сил возникает еще одна проблема: «подпрыгивание» заготовки при резком снижении скорости экструзии, особенно заготовок больших размеров. Эта проблема имеет важное практическое значение, поскольку от степени «подпрыгивания» заготовки зависит ее длина в момент смыкания формы.

Максимальное обратимое удлинение таких высокомолекулярных соединений, как каучуки, может достигать тысячи и более процентов. Модуль упругости каучука — отношение cr/е в области небольших деформаций, в которой соблюдается закон Гука, составляет порядка 1 МПа (модули упругости типичных низкомолекулярных твердых тел достигают примерно 105 МПа, а их наибольшая обратимая деформация редко превышает 1 %).

В опыте по релаксации напряжения в растянутом образце, как мы видели, эластическая обратимая деформация со временем переходит в вязкоте-кучую, необратимую. Полностью обратимая деформация развивается в идеально упругой стальной пружине, а полностью необратимая деформация развивается при нагружении поршня, помещенного в идеальную жидкость. Последовательное соединение пружины и поршня является простейшей моделью вязкоупругого тела (рис. 9.2). Эта модель носит название модели Максвелла (по имени ее создателя).

Реология изучает течение жидкостей, в которых наряду с вязкой существует и заметная обратимая деформация. Название «реология» происходит от греческого слова «рео», что означает «течение», «течь». Предметом изучения реологии являются не только полимеры, но также и неполимерные вязкоупругие системы. Одним из наиболее знакомых нам примеров такого рода является тесто. Кусок теста можно растянуть и, отпустив, наблюдать его сокращение (обратимая деформация). Однако он при этом не восстановит форму полностью: в нем сохранится остаточная деформация— необратимая деформация вязкого течения.

деформации. Деформация ОЛ' — обратимая, деформация A'D' — необратимая.

Рис. 9.1. Обратимая деформация. А— площадь; Р — приложенная сила.

В результате изменения конформации молекул при перемещении лишь малых участков длинных цепных молекул, а макромолекулы в целом не перемещаются, проявляется высоко-эластическая обратимая деформация, свойственная высокоэластичным материалам (каучукам, резинам, в известной мере поливинилхлориду и полиэтилену). Благодаря тепловому движению после снятия внешней силы молекулярные цепи постепенно переходят к исходным конформациям, определяющим наиболее вероятное равновесное состояние материала.

Рис. 9.1. Обратимая деформация. А— площадь; F — приложенная сила.

Температура, при которой необратимые деформации (деформации вязкого течения) начинают преобладать над эластической (обратимой) деформацией, называется температурой текучести 7V Она

толщине 20—100 мкм. Пленку можно сваривать, наслаивать в горячем состоянии и подвергать термоформованию. Ориентированные пленки обладают высокой обратимой деформацией; при нагревании до 120 °С они усаживаются в 2 раза. Степень усадки увеличивается до 5, если пленку до растяжения подвергают сшиванию облучением, что приводит к увеличению вязкости и прочности расплава. Стойкость ^-об-лученного материала к высоким температурам позволяет растягивать трубки или пленки при температуре 280—290 °С, превышающей температуру плавления сополимера. Это свойство сополимера используют при получении термоусадочных трубок [38]. Изоляция для проводов из облученного (сшитого) сополимера обеспечивает защиту от перегрузок тока и не разрушается при воздействии горячего паяльного железа.

Понятие о различных физических (или агрегатных) состояниях связано с соотношением энергий межмолекулярного взаимодействия и теплового движения. Полимеры могут находиться в трех физических состояниях: твердом, высокоэластическом и жидком [18, с. 80]. Твердое состояние характеризуется наличием собственных объема и формы и стремлением сохранить их. Тела, находящиеся в этом состоянии, изменяют объем и форму только под действием внешних сил. К полимерам в твердом состоянии относятся кристаллические и стеклообразные полимеры. Полимеры в жидком состоянии также имеют собственные объемы. Они сопротивляются изменению собственного объема под действием внешних сил, но практически не оказывают сопротивления изменению формы, т. е. текут. Даже под действием силы тяжести с течением времени они-растекаются по поверхности, на которой они лежат. Полимеры в высокоэластическом состоянии легко изменяют форму под действием внешних сил, но доля необратимой деформации несоизмерима с обратимой деформацией тела.

вает наряду с обратимой деформацией, связанной с изменением формы цепных молекул, также необратимую деформацию, вызванную перемещением макромолекул относительно друг друга, происходящим в результате согласованного движения участков цепных молекул [203, с. 551; 207, с. 85]. Такое состояние полимера называется вязкотекучим.

Экспериментальное изучение многих веществ показывает, что они обнаруживают сопротивление течению, характерное для твердого состояния, не давая в то же время оснований для предположения о наличии в них геометрически построенных кристаллов или достаточно развитой структуры. Их молекулы, очевидно, расположены беспорядочно, и физические свойства вещества одинаковы по всем направлениям. При раскалывании они не обнаруживают никакой тенденции к образованию плоских поверхностей, но имеют раковистый излом. Иногда эти вещества обнаруживают упругие свойства кристаллов: так, например, в некоторой области их растяжение может быть пропорционально приложенной силе. Но часто, если нагрузка, даже относительно легкая, действует в течение достаточно долгого периода времени, в таком теле обнаруживается ^статочная деформация, т. е. оно течет подобно очень вязкой жидкости. Эта необратимая деформация может быть очень мала по сравнению с испытываемой тем же телом упругой и вполне обратимой деформацией, исчезающей по удалении нагрузки. При нагревании такие вещества не обнаруживают резкой точки плавления или превращения, но размягчаются постепенно, причем остаточная деформация под влиянием нагрузки относительно быстро возрастает с температурой. Наконец, когда температура поднимается настолько, что вещество под влиянием приложенной силы начинает течь, то его чистые (предпочтительно свежеобразованные) поверхности слипаются, если их приложить друг к другу и подвергнуть давлению; величина и время приложения давления тем меньше, чем выше температура. Такие вещества называются аморфными твердыми телами. Их можно рассматривать как переохлажденные жидкости. Во многих случаях они могут быть получены путем охлаждения из жидкого состояния, хотя часто это невозможно вследствие их термической неустойчивости при температурах, требующихся для придания им достаточно высокой текучести. Подтверждением того, что они являются переохлажденными жидкостями, может служить то обстоятельство, что их характеристики текучести соответствуют получаемым при экстраполяции кривой вязкости, приведенной на рис. 14, гл. II. Другими словами, если жидкость может быть сильно охлаждена

В заключение следует сделать одно замечание относительно изменения свойств системы, в которой совершается переход от аморфного равновесия к кристаллическому. При распаде раствора на две фазы первоначально образуется студень, обладающий свойственными ему характеристиками: высокой обратимой деформацией и достаточно высокой механической прочностью. По мере кристаллизации полимера в фазе //, определяющей механические свойства студня, происходит постепенное превращение упругого студня в относительно легко, деформируемую пластическую пасту, которая разрушается под действием даже слабых внешних нагрузок. На

Здесь следует несколько подробнее остановиться на самом определении понятия «студень» (студнеобразное состояние). Если отбросить некоторые второстепенные признаки, свойственные частным полимерным системам. то студни можно охарактеризовать как низко- и средне концентрированные системы полимер — растворитель. отличающиеся высокой обратимой деформацией и практически полным отсутствием текучести при напряжениях ниже пределов их механической прочности.

Таким образом, основой структуры поликомпонент-пых систем, обладающих высокой обратимой деформацией, является каркас; образующие его компоненты по тем или иным причинам обеспечивают восстановление исходного состояния системы.

иметь протяженность надмолекулярного размера, иначе механизм разрыва сводился бы к распаду одиночных межмолекулярных связей и соответствовал бы обычному вязкому течению. Одновременно студни обладают большой обратимой деформацией, и собственно хрупкое разрушение начинается после значительной деформации, когда напряжения достигают критических значений.. Это, в свою очередь, свидетельствует о том, что указанные элементы студня со свойствами твердого тела образуют пространственный остов (каркас), допускающий деформацию этих элементов на изгиб. Только при критических нагрузках, когда исчерпана деформация остова на изгиб, возникают большие растягивающие усилия, приводящие к хрупкому разрыву.

приводит к росту общей деформации за счет того, что уменьшается количество второй фазы, а удельная нагрузка на образец остается постоянной. Увеличение пластической составляющей выше концентрации х4 наблюдаться не должно. Система будет обладать преимущественно обратимой деформацией вплоть до тех концентраций, которые отвечают растворимости полимера в пластификаторе (граница студнеобразования). На кривой этот участок не показан, так как деформация пластификатора с небольшим содержанием полимера (текучесть) очень велика.

/ — упругие жидкости с конечной обратимой деформацией; II — ньютоновские жидкости (а — е — см. текст).




Объяснения наблюдаемых Образованием чрезвычайно Образованием ацетилена Образованием анионного Отсутствие катализаторов Образованием бирадикала Образованием диэтилового Образованием гидроперекисей Образованием химических

-
Яндекс.Метрика