В рамках молекулярно-кинетического анализа физико-механического поведения материала первоочередной задачей является определение кинетической единицы. В низкомолекулярных телах кинетической единицей является молекула. В полимерах, вследствие их цепного молекулярного строения, ситуация становится более сложной.
В рамках молекулярно-кинетического анализа физико-механического поведения материала первоочередной задачей является определение кинетической единицы. В низкомолекулярных телах кинетической единицей является молекула. В полимерах, вследствие их цепного молекулярного строения, ситуация становится более сложной.
Очевидно, что кинетическими единицами могут служить, собственно, макромолекулы (макромолекулярные клубки), способные перемещаться друг относительно друга. Однако в изолированном макромолекулярном клубке можно выделить кинетические сегменты – минимальные отрезки цепи, способные к поступательным перемещениям, активированным температурой или внешним напряжением.
Таким образом, в отличие от низкомолекулярных тел в полимерах существуют два типа кинетических единиц – кинетический сегмент и макромолекулярный клубок. Рассмотрим следствия из этих особенностей цепного молекулярного строения полимеров.
При приложении внешнего напряжения в полимерах возможно развитие
универсальной деформации течения за счет перемещения макромолекулярных клубков друг относительно друга или, иными словами за счет смещения их центров масс.
специфической деформации за счет разворачивания (или, в общем случае, деформации) макромолекулярных клубков, обусловленной только перемещениями сегментов (сегментальной подвижностью), без смещения центров масс макромолекулярных клубков.
деформации, включающей комбинацию двух вышеуказанных случаев.
Термомеханический анализ
Принцип данного метода исследования заключается в следующем. При данной температуре Т на образец воздействуют постоянным напряжением σ в течение определенного времени t и фиксируют развивающуюся в данных условиях деформацию ε. После этого снимают напряжение и повторяют эксперимент при другой температуре. В результате получают термомеханическую кривую – зависимость деформации от температуры.
Для низкомолекулярных веществ типичная термомеханическая кривая приведена на Рис. Данная кривая характеризуется точкой изгиба, Наблюдаемый при этом переход может быть интерпретирован с двух точек зрения.
Типичные термомеханические кривые для низкомолекулярного аморфного тела (А) и аморфного полимера (Б).
