Конструкционные пластмассы
Высокоэластическое состояние
жүктеу/скачать 12,88 Mb.
|
| Высокоэластическое состояние. При повышении температуры выше температуры стеклования аморфный полимер переходит в высокоэластическое состояние, соответствующие интервалу между температурой стеклования и температурой текучести на термомеханической кривой. Из нее видно (кривая 1, рис. 2), что сначала деформация быстро растет с повышением температуры, а затем перестает от нее зависеть. В высокоэластическом состоянии тепловое движение становится достаточным, чтобы отдельные участки длинных цепных макромолекул могли перемещаться друг относительно друга, но оно еще недостаточно для придания макромолекуле в целом способности перемещения относительно соседних молекул (течения). Другими словами, в высокоэластическом состоянии звенья макромолекулы и вся она приобретают возможность изгибаться.
При отсутствии гибких звеньев в макромолекуле, например, в жесткоцепных полимерах, основная цепь которых образована фениленовыми кольцами или гетероциклами, становится невозможным свободное вращение звеньев или сегментов макроцепи. В этом случае исключается и возможность высокоэластичности. Такие полимеры, как правило, являются кристаллическими и при нагревании не переходят в высокоэластическое состояние (кривая 2, рис. 2). Выше температуры текучести они образуют расплав, подобно низкомолекулярным кристаллическим веществам. Таким образом, главной причиной появления высокоэластического состояния является специфическая особенность аморфных полимеров определенного химического строения, а именно – гибкость макромолекул. Она обеспечивает возможность внутреннего вращения отдельных сегментов и звеньев макромолекул относительно других ее частей. При этом под действием внешней силы цепи распрямляются, сближаются и возникают новые конформации макромолекул. По прекращении действия внешней силы макромолекулы вновь возвращаются к своим первоначальным конформациям. Если полимер, находящийся в высокоэластическом состоянии, быстро охладить, то он затвердеет, сохранив аморфную структуру. Однако, если полимер, находящийся в высокоэластическом состоянии, нагревать далее, то, после определенной температуры (), которая всегда находится выше температуры стеклования , гибкие, регулярно построенные цепи макромолекулы начинают при сближении ориентироваться друг относительно друга. Этот процесс ускоряется под действием растяжения. При этом увеличиваются силы межмолекулярного взаимодействия, и образуется кристаллическая фаза в полимере. Кристаллизация - медленный процесс, она протекает во времени, и, если через определенный период полимер, нагретый до температуры выше температуры кристаллизации , охладить, то он при застывании сохранит в твердом состоянии кристаллическую структуру. Кристаллическое состояние характеризуется наличием дальнего порядка в расположении макромолекул, который соблюдается на расстоянии, значительно превышающем размеры молекул и расстояния между ними. Наличие кристаллической фазы существенно изменяет физико-химические свойства полимера: увеличивается плотность и прочность, снижается доступность действия агрессивных сред (кислорода, органических растворителей, топлив и масел). жүктеу/скачать 12,88 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|