Главная --> Справочник терминов


Свободной валентностью Капля жидкости А, находящаяся на поверхности жидкости В (рис. 4.1, а), растекается и при этом покрывает дополнительную площадь на поверхности жидкости В. В результате растекания увеличивается свободная поверхность жидкости А и поверхность контакта обеих жидкостей АВ; при этом происходит соответствующее уменьшение свободной поверхности В. Поскольку поверхностное натяжение равно удельной свободной энергии поверхности, этот процесс приводит к следующему изменению значений удельной свободной поверхностной энергии рассматриваемых поверхностей:

Изменение удельной свободной поверхностной энергии, наблюдаемое в случае смачивания жидкостью А жидкости В, равно:

Для обеспечения прочного адгезионного соединения необходимо по возможности увеличить площадь контакта. Однако следует иметь в виду, что одного этого часто бывает недостаточно, если поверхностный слой одного из соединяемых тел обладает низкой механической прочностью. Так, в случае кристаллизующихся полимеров, у которых рост сферолитов сопровождается вытеснением низкомолекулярных фракций на периферию, поверхностный слой, если не принять специальных мер, обеспечивающих интенсивное зародыше-образование на поверхности, будет обладать меньшей прочностью. Увеличения прочности поверхностного слоя удается добиться, инициируя формирование сетчатых структур на поверхности твердого тела [6]. Плавление кристаллизующихся полимеров на поверхности подложки, обладающей высоким уровнем свободной поверхностной энергии (например, полиэтилена на поверхности алюминия), обеспечивает формование прочных адгезионных соединений. В то же время адгезия к поверхности алюминия полиэтиленовой пленки, охлаждение которой происходило на воздухе, оказывается невелика. Известны экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что интенсивное зародышеобразование, возникающее на поверхности с высокой поверхностной энергией, сопровождается вытеснением с поверхности низкомолекулярных фракций. Одновременно в поверхностном слое возникает большое число межмолекулярных и внутрикристаллических зацеплений. Оба эти эффекта приводят к упрочнению поверхностного слоя и способствуют увеличению прочности адгезионного соединения.

Твердые частицы, контактирующие друг с другом при повышенных температурах, проявляют тенденцию к уменьшению общей площади поверхности путем коалесценции. Этот процесс называется спеканием [19]. Он обычно сопровождается уменьшением общего объема слоя макрочастиц. Как показано в разд. 4.1, уменьшение площади поверхности раздела приводит к изменению свободной поверхностной энергии. Поэтому поверхностное натяжение становится стимулирующей силой в процессе коалесценции. Процесс спекания при уплотнении развивается в две стадии: на первой происходит развитие поверхности раздела и перемычек между смежными частицами при незначительном изменении плотности, на второй — последующее уплотнение за счет исключения пустот внутри самой частицы.

Теория Гриффита и большинство последующих рассматривают разрушение реальных материалов, имеющих до нагружения начальные микротрещины. Под действием приложенного растягивающего напряжения сг на краях микротрещин возникает локальное перенапряжение о*, во много раз превышающее среднее напряжение, рассчитанное на все сечение образца. Гриффит рассматривал условие роста начальной поперечной трещины длиной /0 с точки зрения баланса упругой и свободной поверхностной энергии образца:

где — f>W — уменьшение упругой энергии образца в процессе его разгрузки при росте трещины; d? — увеличение свободной поверхностной энергии; 6Q — механические потери за малое время dt. Условию 6Q = 0 соответствует теория Гриффита. Однако это условие принципиально не реализуется, хотя в отдельных случаях 6Q может быть величиной очень малой, не равной нулю. 11.5.3. Виды рассеяния упругой энергии при разрушении полимеров В процессе разрушения твердых тел наблюдается рассеяние упругой энергии (механические потери) нескольких видов:

где величина ао*=« + «з является константой материала, а аз— поверхностные потери, приходящиеся на единичную поверхность разрушения. Таким образом, безопасное напряжение рассчитывается по формуле (11.1), с той лишь разницей, что в ней вместо свободной поверхностной энергии а стоит несколько большая величина ао*. В связи с этим пороговое напряжение должно рассчитываться вместо (МЛ) по формуле

в которой вместо свободной поверхностной энергии а стоит энергия разрушения ао*, включающая свободную поверхностную энергию и «поверхностные» механические потери, отнесенные к единичной площади свободной поверхности. Широко распространено ошибочное мнение, что в формуле Ирвина, аналогичной формуле (11.6), под ао* следует понимать характеристическую энергию, включающую все виды механических потерь.

ность потенциальных барьеров есть потенциальная поверхностная энергия, практически равная свободной поверхностной энергии, возникающей при разрыве одной связи. Потенциальная энергия атомов в объеме с некоторым приближением может рассматриваться как функция расстояния между частицами в направлении растяжения, т. е. как функция расстояния х между атомами, а частиц, находящихся на свободной поверхности (после разрыва связей),— как функция расстояния х' (см. рис. 11.6).

где ф*(/0Д.) — численно табулированная функция (при Ф* (lo/L) ^1,1 2); К — по-прежнему среднее расстояние между рвущимися полимерными цепочками; cto* — величина, близкая к свободной поверхностной энергии а.

Учитывая малое значение механических потерь 6Qs по сравнению со свободной поверхностной энергией полимера а, положим для оценок а0*=а. Для полиметилметакрилата (ПММА) наиболее надежные измерения свободной поверхностной энергии дают а = = 3,9-10~2 Дж/м2. Для органических полимеров значение Км имеет

Непредельные одновалентные углеводородные радикалы называют добавлением к корню суффикса -енил: СН2=СН- этенил (винил); СН,=СН-СН,- 2-пропенил (аллил); СН3-СН=СН- 1-пропенил; СН, = C-CHj изопропенил. Нумерация в радикале начинается от атома со свободной валентностью. Из двухвалентных радикалов полезно .запомнить: СН,= (метилен).

Таким образом, при передаче цепи через макромолекулу она превращается в свободный полимерный радикал со свободной валентностью в середине иепи. В результате роста такого радикала в макромолекуле возникает ответвление. Чем более подвижны отдельные атомы или группы, содержащиеся в макромолекулах, тем больше вероятность передачи цепи через макромолекулу и тем более разветвленные полимеры образуются. Для протекания реакций передачи цепи через макромолекулу требуется значительная энергия активации, поэтому скорость их возрастает с повышением температуры. Например, в случае полимеризации стирола при 130° до достижения сравнительно невысоких степеней превращения передача цепи через макромолекулу про-

Действительно, атака свободной валентностью связи в самом радикале не всегда должна приводить к его распаду. Если воздействие электрона свободной валентности, вызывая перемещение электрона разрываемой

Вторая стадия представляет собой взаимодействие изомеризованного радикала с исходным углеводородом. В этой стадии одновременно происходит следующее: 1) свободная валентность изомеризованного перекис-ного радикала рвет С—Н-связь в углеводороде и в результате насыщается свободной валентностью оторванного атома водорода и 2) свободная валентность образовавшегося алкильного радикала воздействует на О—0-связь, разрыв которой приводит к образованию молекулы спирта и алкоксильного радикала. Эта стадия изображается уравнением:

Названия более сложных радикалов образуют от названия неразветвленного радикала, соответствующего самой длинной цепи, и названия радикала, стоящего в боковой цепи. Нумерацию длинной цепи начинают от углеродного атома со свободной валентностью:

Двухвалентные и трехвалентные радикалы образуют из одновалентных радикалов отнятием одного или двух водородных атомов от атома углерода со свободной валентностью. Называют двухвалентные и трехвалентные радикалы, добавляя к названию одновалентного радикала окончания -идеи или -идин:

Все другие радикалы называют как замещенный фенил, причем нумерация начинается с атома углерода со свободной валентностью:

Для радикалов с одной свободной валентностью в боковой цепи сохраняются тривиальные названия:

При построении названия сложных радикалов нумерацию их атомов начинают от углеродного атома со свободной валентностью:

Непредельные одновалентные углеводородные радикалы называют добавлением к корню суффикса -гнил: СН2=СН2- этенил (винил); СН2=СН-СН2- 2-пропенил (аллил); СН3-СН=СН- 1-пропенил; СН2 = С -СН3 изопропснил. Нумерация в радикале начинается от атома со свободной валентностью. Из двухвалентных радикалов полезно запомнить: СН2= (метилен).

Если от молекулы азотной кислоты НМОз отнять гидроксил (ОН), то останется радикал — МОг, носящий название нитрогруппы и обладающий также одной свободной валентностью.




Соответствующих соединений Соответствующих сульфокислот Соответствующих вторичных Соответствующими растворителями Соответствующим растворителем Самопроизвольно поднимается Соответствуют значениям Сополимеры метилметакрилата Сополимеры тетрафторэтилена

-
Яндекс.Метрика