Читайте также:
|
Процесс структурной перестройки вещества при переходе из одного равновесного состояния в другое под действием внешних условий называется релаксацией. Каждому процессу соответствует свое время релаксации. Для полимера в целом существует спектр времен релаксации. От долей секунды до нескольких лет!
Из-за присущих ВМС особенностей (большие времена релаксаций, т.е. времена перехода из одного равновесного состояния в другое) в пределах аморфного фазового состояния проявляются различные физические состояния (релаксационные состояния).
Полимеры могут находится в двух агрегатных состояниях: жидком и твердом. Жидкие полимеры могут находится в двух фазовых состояниях: аморфном и жидкокристаллическом. Твердые полимеры также содержат две фазы (фазовые состояния): кристаллическую и аморфную. Аморфная фаза полимерной матрицы в свою очередь может находиться в трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем.
В стеклообразном состоянии происходит колебательное движение атомов и групп атомов, образующих макромолекулы, около положений равновесия. Это твердое, жесткое аморфное состояние. Высокоэластическое состояние характеризуется подвижностью сегментов. В этом состоянии развиваются значительные обратимые высокоэластические деформации. Это состояние характерно только для полимеров. В вязкотекучем состоянии происходит интенсивное тепловое движение отдельных звеньев, сегментов и перемещение цепи как единого целого. В этом состоянии полимер способен течь под действием приложенного напряжения. Переходы полимеров из кристаллического состояния в аморфное и обратно называют фазовыми переходами (плавление, кристаллизация и др.)
Для определения физических состояний полимеров и границ их существования используют метод термомеханического анализа (ТМА), который основан на измерении деформируемости полимеров в широком интервале температур. Он позволяет установить температурные пределы существования стеклообразного, высокоэластического и вязкотекучего состояний, температуры кристаллизации и плавления, начала химического разложения, выяснить способность полимера к структурированию и разнообразным химическим превращениям. Термомеханические кривые (ТМК) получают в форме зависимости деформируемости полимера под действием приложенного напряжения от температуры.
А б в
а - вид термомеханической кривой для линейных аморфных полимеров;
б - вид термомеханической кривой для кристаллизующихся полимеров (вырождается область II - высокая эластичность проявляется после превращения кристаллической фазы в аморфную);
В зависимости от химического состава, строения и взаимного расположения макромолекул физико-механические свойства полимеров могут меняться в очень широких пределах. Так, 1,4- цис -полибутадиен, построенный из гибких углеводородных цепей, при температуре около 20°С - эластичный материал, который при температуре -60°С переходит в стеклообразное состояние; полиметилметакрилат, построенный из более жёстких цепей, при температуре около 20°С - твёрдый стеклообразный продукт, переходящий в высокоэластическое состояние лишь при 100°С. Целлюлоза - полимер с очень жёсткими цепями, соединёнными межмолекулярными водородными связями, вообще не может существовать в высокоэластическом состоянии до температуры её разложения. Большие различия в свойствах полимеров могут наблюдаться даже в том случае, если различия в строении макромолекул на первый взгляд и невелики. Так, стереорегулярный полистирол - кристаллическое вещество с температурой плавления около 235°С, а нестереорегулярный (атактический) вообще не способен кристаллизоваться и размягчается при температуре около 80°С.
Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 240 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Надмолекулярная структура полимеров. | | | Деформационные и электрические свойства полимеров |