Главная --> Справочник терминов


Подвижность отдельных Густота пространственной сетки. В эластомерах прочность растет по мере увеличения густоты пространственной сетки. После достижения оптимальной густоты прочность начинает снижаться, потому что ограничивается подвижность молекулярных цепей, снижается их способность к ориентации при растяжении, а также увеличивается дефектность пространственной сетки в целом.

Подвижность молекулярных звеньев в полимерах обусловлена возможностью взаимного поворота ординарных С—С-связей без изменения валентного угла ф и расстояния между атомами углерода (рис. 14). Тепловое движение молекул, состоящее во вращении молекулярных звеньев около ординарных С—С-связей, приводит к изгибу и свертыванию молекулярных цепей каучука (рис. 15).

При охлаждении-среднее значение энергии теплового движения и подвижность молекулярных звеньев уменьшаются, движение принимает характер преимущественно вращательного качания, поэтому молекулы каучука при пониженных температурах находятся в менее свернутом состоянии. При некоторой температуре, которая называется температурой стеклования, молекулы каучука принимают относительно вытянутую форму и каучук становится твердым и хрупким, способным только к упругим деформациям, т. е. переходит в стеклообразное состояние. С повышением температуры подвижность молекулярных звеньев, наоборот, увеличивается, поэтому в области высокоэластического состояния повышение температуры приводит к увеличению деформации при действии заданной нагрузки. При дальнейшем повышении .температуры в значительной степени начинают развиваться необратимые пла-

Редко расположенные разветвления и поперечные связи между молекулами не влияют на подвижность молекулярных звеньев и тем самым на температуру стеклования. Наоборот, часто расположенные разветвления и поперечные связи и усиленное межмолекулярное взаимодействие вследствие наличия полярных групп приводят к понижению подвижности молекулярных звеньев и к повышению температуры стеклования. Поэтому натуральный каучук имеет более низкую температуру стеклования по сравнению с натрий-дивиниловым каучуком, имеющим разветвленную структуру. Дивинил-нитрильный каучук, содержащий относительно большое количество нитрильных групп, например СКН-40, обладает более высокой температурой стеклования и соответственно более низкой морозостойкостью по сравнению с каучуком СКН-18, имеющим меньшую концентрацию полярных нитрильных групп.

При нагревании подвижность молекулярных цепей возрастает и релаксация напряжения значительно ускоряется (время релаксации сокращается). Релаксация напряжения наблюдается при

Чем выше температура, тем больше интенсивность теплового молекулярного движения и тем больше подвижность молекулярных звеньев. Поэтому при повышенных температурах молекулярные звенья каучука быстрее принимают равновесное состояние и скорость релаксации возрастает. Подобным же образом можно объяснить эластичность каучука, обнаруживаемую при деформациях сжатия, сдвига, изгиба.

Нагревание повышает пластичность каучука и резиновых смесей, и этим пользуются при осуществлении технологических процессов, но повышение температуры оказывает не всегда благоприятное влияние на пластикацию натурального каучука. При нагревании каучука повышается подвижность молекулярных звеньев, уменьшаются силы межмолекулярного взаимодействия, каучук становится менее вязким и более пластичным. При охлаждении каучук снова теряет свою пластичность, но при условии отсутствия сопутствующих нагреванию окислительных процессов, приводящих к необратимой деструкции. Таким образом, нагревание каучука вызывает появление временной пластичности, в значительной мере исчезающей при охлаждении каучука. Понижение вязкости и повышение пластичности каучука в этих условиях уменьшают вероятность механического разрыва молекул, так как при приложении к каучуку внешней растягивающей силы

При исследовании динамических свойств моноволокна [35] был сделан вывод, что в случае частично кристаллического полиэфира Р-переход связан не только с колебательными или вращательными движениями в аморфной фазе, но и с этими же явлениями в дефектных областях кристаллической фазы. Температура, при которой наблюдается максимум потерь на внутреннее трение при «-переходе, повышается с увеличением степени вытяжки; положение максимума, соответствующего р-переходу, остается неизменным. Отсюда был сделан вывод, что при вытяжке волокна уменьшается внутренняя подвижность молекулярных цепей в некристаллических областях.

Вопрос о конформации адсорбированных полимерных цепей и ее зависимости от температуры очень важен, хотя ему посвящено мало исследований. В работе [611 на основании экспериментальных данных авторы приходят к заключению о том, что с ростом температуры происходит расширение клубка, в результате чего подвижность молекулярных сегментов возрастает. Это указывает на возможное разворачивание клубка при повышении температуры при малых концентрациях растворов, вследствие чего и толщина адсорбционного слоя при насыщении соответствует возросшему расстоянию между концами цепей. Зависимость адсорбции от молекулярного веса с изложенной точки зрения можно объяснить тем, что молекулы большого молекулярного веса требуют большего числа точек контакта с поверхностью для адсорбции, что соответствует меньшей толщине слоя и его большей концентрации. Аналогичным образом можно истолковать данные по влиянию природы растворителя, определяющего размер полимерных молекул и их конформацию.

Представление о релаксационном механизме аномалии вязкости позволяет рассмотреть и влияние гидростатического давления на эффективную вязкость. Существующая интерпретация температурной зависимости вязкоупругих свойств сводится к учету влияния свободного объема на подвижность молекулярных цепей10. Повышение температуры, сопровождающееся уменьшением плотности, приводит к увеличению свободного объема, при этом облегчается перегруппировка молекул и, соответственно, уменьшается время релаксации. Понижение температуры сопровождается увеличением плотности и соответствующим уменьшением свободного объема.

Эффективным способом снижения остаточных напряжений является применение пластификаторов и модификаторов. Пластификаторы, являющиеся низкомолекулярными и жидкими веществами, повышают подвижность молекулярных цепей полимера. Пластификаторы снижают температуру размягчения поли-

двойных связей, участки макромолекул с длинными боковыми ответвлениями. Разветвленные макромолекулы образуются в результате реакций передачи цепи через полимер. С повышением температуры полимеризации и количества катализатора или инициатора нерегулярность структуры полимера возрастает, увеличивается количество звеньев, соединенных в положении 1—2 или 3—4, а также разветвленность макромолекул. Наличие неодинаковых по структуре звеньев и различных боковых ответвлений в макромолекуле препятствует кристаллизации полимера и уменьшает подвижность отдельных сегментов макромолекул. Средний молекулярный вес синтетических каучуков обычно меньше среднего молекулярного веса натурального каучука. Все эти структурные различия между синтетическими полимерами и натуральным каучуком определяют более низкую прочность, меньшую морозостойкость и пониженную эластичность резин на основе синтетических полимеров непредельных углеводородов по сравнению с резинами из натурального каучука.

явиться лишь результатом резкого возрастания молекулярного веса вследствие соединения макромолекулярных цепей в сетчатые структуры. С увеличением содержания серь; полярность полимера возрастает, вследствие чего ухудшаются его диэлектрические свойства и возрастает газонепроницаемость пленок. В результате присоединения к макромолекулам полимера 12—18% серы (от веса полимера) подвижность отдельных сегментов образовавшихся сетчатых

Однако ниже Тс еще долго полностью сохраняется подвижность отдельных групп атомов, входящих в состав боковых цепей, которые совершают при тепловом движении колебания относительно положений равновесия. Кооперативность таких процессов невелика; их энергия активации составляет 21—63. кДж/моль, а времена релаксации при разных температурах, естественно, будут различны. , .

Однако при Т<ТС еще долго полностью сохраняется подвижность отдельных групп атомов, входящих в состав боковых цепей, которые совершают при тепловом движении колебания относительно положения равновесия. Кооперативность таких процессов невелика, а времена релаксации при разных температурах существенно отличаются. Методами диэлектрических потерь может быть обнаружена подвижность большинства атомных групп полимеров при условии, что они обладают дипольным моментом. Если графически представить зависимость коэффициента диэлектрических потерь ъ" от частоты (точнее, от Igv), то мы увидим, что существуют две области прохождения этой величины через максимум. При низких частотах наблюдается область дипольно-сегменталь-ных потерь, связанных с движением больших участков макромоле-

На температурной зависимости интенсивности РТЛ могут возникнуть один или несколько максимумов, что указывает на наличие одного или нескольких типов ловушек в данном облученном веществе. Для неорганических веществ эти максимумы в общем случае не связаны с их молекулярной подвижностью. Характерной особенностью РТЛ органических веществ, в первую очередь полимеров, является то, что максимумы свечения на кривой РТЛ находятся в тех интервалах температур, где имеют место различные кинетические и структурные переходы, обусловленные размораживанием подвижности отдельных звеньев и сегментов макромолекул, а также молекулярным движением в некристаллических и кристаллических областях полимера. Интенсивность РТЛ существенно увеличивается, когда возникает подвижность отдельных частей макромолекул. При этом характер температурной зависимости интенсивности РТЛ связан с особенностями структуры полимеров и термомеханической предыстории образцов [9.1]. Для некристаллических полимеров на графиках зависимости интенсивности / излучения от температуры появляются максимумы в областях кинетических переходов. В случае кристаллических полимеров соответствующие максимумы на кривых I=f(T) появляются в областях кинетических и фазовых переходов, а также и полиморфных превращений.

Прекращение повышения Гс в полимергомологическом ряду и возникновение высокоэластичности обусловлено гибкостью макромолекул. Действительно, подвижность отдельных участков (сегментов) гибкой цепной молекулы не зависит от ее полной длины, если только последняя значительно больше длины этих участков.

Роль мягчителей при девулканизации сводится к тому, что молекулы мягчителей, вызывая набухание каучука, внедряются между молекулами каучука, увеличивают межмолекулярные расстояния и уменьшают межмолекулярные силы взаимодействия в каучуке и тем самым уменьшают вероятность процессов структурирования; подвижность отдельных элементов структуры при этом увеличивается.

Если изобразить графически зависимость удельного объема от температуры, то для атактического и изотактического полимеров получаются разные диаграммы. Кривая зависимости, полученная для атактического полипропилена, характерна для аморфных материалов и состоит в грубом приблгжении из двух линейных ветвей, которые пересекаются в точке, обозначаемой как температура перехода второго рода, или как температура стеклования (рис. 5.16) [.40]. Положение этой точки в известной мере зависит от метода измерения. Таким образом, мы имеем здесь дело не с типичным фазовым превращением, а скорее с изменением энергии межмолекулярного взаимодействия, в результате которого увеличивается подвижность отдельных участков макромолекулярной цепи (сегментов). В то время как ниже температуры стеклования взаимное положение сегментов практически фиксируется, выше этой температуры энергия теплового движения сегментов увеличивается и становится достаточной для преодоления межмолекулярного, а также внутримолекулярного взаимодействия. Особенно сильно это проявляется в изменении модуля упругости аморфных полимеров. Из твердого, а часто и хрупкого состояния полимер переходит в каучукоподобное (высокоэластическое), когда уже под действием небольшой внешней силы он приобретает значительную деформацию, которая после снятия нагрузки почти мгновенно исчезает. Высокоизотактический полипропилен практически вообще не обнаруживает перехода второго рода. Зато при температуре, близкой к точке плавения кристаллитов, его удельный объем

определенной кинетикой и константой равновесия. Подвижность отдельных

нием разветвления. Чем больше константа переноса и подвижность отдельных атомов или групп макромолекулы, тем выше вероятность разветвления. Как показали кинетические исследования,

нием разветвления. Чем больше константа переноса и подвижность отдельных атомов или групп макромолекулы, тем выше вероятность разветвления. Как показали кинетические исследования, jie-рздача

Из существующих гипотез о строении студней наиболее распространенной является гипотеза о сетчатой структуре их. Сущность ее сводится к представлению об образовании между макромолекулами полимера контактных связей, которые лишают цепные молекулы кинетической самостоятельности, сохраняя у них лишь ограниченную подвижность отдельных участков (сегментов). Эта гипотеза обычно распространяется не только на те системы, у которых контакты между макромолекулами имеют природу химической связи и для которых характерна необратимость студнеобразования (вулканизованный каучук, задубленные белки и т. п.), но и на системы, в которых переход раствор—студень обратим при небольших сдвигах температуры или состава.




Подвергаться дальнейшему Парциальным давлением Промышленности настоящее Подвергаются фрагментации Подвергаются окислительному Парфюмерных композициях Промышленности окисление Подвергают дегидратации Подвергают гидролизу

-
Яндекс.Метрика