Білім және ғылым
жүктеу/скачать 2,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Аморфты полимерлердің үш физикалық күйі
- Полимерлерді термомеханикалық әдіспен зерттеу
| 5.5-сурет. Макромолекуланың бағдарланбаған (а) және әсер етуші күш бағытында бағдарланған полимерде орналасуы (I, II, III, IV-макромолекулалар; 1,2,3,4...- тор түйіндері)
мерді белгілі бір жағдайда созады. Бір бағытта созуды талшықтар алу үшін қолданады, яғни полимер үлгісін бір бағытта созады, үлгі ұзындығы ұзарады, ал көлденең мөлшері кемиді. Екі бағытта созуды үлдір (пленка) алуда қолданады. Созатын күштердің әсерінен полимердің барлық құрылымдық элементтері (жеке макромолекула- лар, молекуладан ірі құрылым) күштің бағытына қарай бағдарланады. Мұның нәтижесінде макромолекуладағы байланыстар бұзылады, макромолекулалар конформациясын өзгертеді, жазылады және өзара жақындасады. Макромолекулалардың түзуленуі және жақындасуы әрекеттестікті арттырады, тізбектің қаттылығын жоғарылатады (5.5- сурет). Бағдарлану нәтижесінде полимер фибриллалы құрылымда болады (5.6-сурет). Аморфты полимерлерде фибриллалар гомогенді, ал кристалды полимерлерде аморфты және кристалды аймақтардың болуына байланысты көлденең гетерогенділік бар. Микрофибриллалар бір- бірімен фибрилла аралық тізбектермен бірігіп, ірі фибриллалық құрылымдар түзеді және ол құрылымдар бағдарланған полимердің құрылымын анықтайды. Бағдарлану дәрежесін анықтау үшін cos2θ шамасы қолданылады, мұндағы θ − полимердің құрылымдық элементінің бастапқы осі мен бағдарланған үлгінің осінің арасындағы бұрыш. Аморфты 5.6-сурет. Аморфтық (а) және кристалдық (б) полимерлердегі фибрилла құрылымы (А-аморфтық бөлік, К-кристалдық; 1,2- микрофибрилдер); f-созу бағыты полимерлерде бағдарлану тол- ы қ б о л м а й д ы , с о н д ы қ т а н cos 2 θ мәні 0 , 5 - тен аспайды. Кристалдық полимерлерде екі молекулалық бағдарлану болады, кристаллиттерде бағдарлау өте жоғары, cos2θ мәні 0,95 кейде 1-ге дейін жетеді, ал аморфты аймақтарда cos2θ мәні 0,6-0,7- ден аспайды. Алайда, бұл мән таза аморфты полимерлерге қарағанда жоғары. Бұл факт бағдарланған кристалдық құрылымдардың беріктігін көрсетеді, ал деформация кезінде бұзылу өтпелі тізбектерде, я ғ н и а м о р ф т ы а й м а қ т а р д а болады. Сонымен бағдарланған полимерлердің бағдарлану бағытында беріктігі тізбек түйіндері санымен, жиілігімен, кристалды және аморф- ты аймақтардың жоғары дәрежеде бағдарлануымен түсіндіріледі. Полимерлерді бағдарлау екі түрлі тәсілмен жүреді: − бүтін кристаллиттерді бұрып немесе жылжытып, оларды бағдарлану осі бойына орналастыру керек, яғни макромолекуланың үзінділерін жылжыту қажет. Бұл полимер тұтқыраққыш күйде болғанда мүмкін. – кристаллиттерді механикалық кернеулердің әсерінен бұзып, молекулалық деңгейде бағдарлап, жаңа молекуладан ірі құрылымды қайта құру керек. Аморфты полимерлердің үш физикалық күйі Аморфты полимерлер үшін температураға байланысты әртүрлі үш физикалық күй тән – шыны тәріздес, жоғары эластикалық және тұтқыраққыштық. Алғашқы екеуі қатты агрегат күйге, ал соңғысы - сұйық күйге жатады. Жоғары эластикалық күй тек қана полимерлерге тән. Полимерлердің әртүрлі физикалық күйлерін анықтау үшін олар- дың қандай болса да температураға тәуелді бір қасиетін зерттеу керек. Сондай қарапайым және сенімді әдістердің бірі − термомеханикалық әдіс. Бұл әдісте белгілі бір уақытта полимер үлгісіне тұрақты күш түскендегі деформацияның температураға тәуелділігі қаралады. Полимердің деформация шамасының температураға тәуелділігінің графиктік бейнесі термомеханикалық қисықтар деп аталады. Полимерлерді термомеханикалық әдіспен зерттеу Кіші молекулалық кристалдық заттардың термомеханикалық қи- сығы 5.7-суретте келтірілген. Кристалдардың балқу температурасы- нан төмен температурадағы аймақта деформацияның шамасы аз және қайтымды, яғни дене қатты түрде. Балқу температурасынан жоғары аймақта деформация күрт өседі және қайтымсыз болады, ол қатты кристалдық дененің сұйыққа ауысқанын көрсетеді. Кәдімгі шыныланатын сұйықтардың (глицерин, канифоль, аморфты силикаттар) термомеханикалық қисығы өзгеше (5.8-сурет). Температураны жоғарылатып, зат үлгісін қыздырғанда деформация бірқалыпты және үздіксіз өсіп, тұтқырлықтың кемитінін көрсетеді. Төмен температурада, зат шыны тәріздес күйде болғанда, кристалдық заттар сияқты деформация аз және қайтымды. Демек, шыныланған аморфты денелер қатты кристалдық денелерге ұқсас, бірақ қатты шыны тәріздес күйден сұйық (тұтқыраққыш) күйге өтуі, кристалдық денелерден өзгеше, біршама температура аралығында болады. Осы аралықтан шынылану температурасын Тш анықтайды. 5.9-суретте түзу сызықты аморфты полимерлердің термо- механикалық қисығы көрсетілген. Қисық үш физикалық күйге жүктеу/скачать 2,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|