ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
каф. ЭИКТ ЭЛТИ ТПУ
14
структуры, внутри которых макромолекулы упакованы с высокой степенью
порядка. При определённых условиях образование надмолекулярных структур
может завершиться возникновением кристаллической фазы в полимере.
Величина внутри- и межмолекулярных взаимодействий
∆U называется
энергией активации и зависит от химического состава, строения макромолекул,
полярности, а также от наличия таких активных компонентов, как, например,
пластификаторы. Если энергия тепловых колебаний сегментов меньше энергии
активации
∆U, то конформационные переходы невозможны и макромолекулы
“заморожены” в неравновесном состоянии. Температура Т
С
, выше которой
большинство макромолекул способны совершать конформационные переходы,
называется температурой стеклования и является важной характеристикой
полимера. Ниже Т
С
энергии тепловых колебаний недостаточно для преодоления
активационного барьера
∆U, и полимер находится в стеклообразном состоянии.
IІ. ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
Выше Т
С
тепловое движение кинетических сегментов в полимере приводит
к хаотическому совершению макромолекулами конформационных переходов.
При наличии внешнего воздействия (электрического поля, механической
нагрузки) конформационные переходы, приводящие к уменьшению
напряжения в образце, становятся более вероятными. Например, если
приложить растягивающее усилие к полоске резины, то приложенное
напряжение сделает более вероятными такие конформационные переходы,
которые
приведут к разворачиванию молекулярных клубков в направлении
вынуждающего воздействия (состояние “А” рис.1). После снятия нагрузки
тепловое движение возвращает макромолекулы в равновесное свёрнутое
состояние (состояние “В” рис.1). В результате мы наблюдаем большие по
величине (до нескольких сотен процентов) и обратимые по характеру
эластические деформации.
Пусть при данных внешних условиях макромолекулы полимера находятся
в равновесном ненагруженном состоянии “В”. Если изменение внешних
условий, например нагружение, происходит настолько быстро, что
макромолекулы полимера не успевают за время воздействия перейти в новое
равновесное состояние “А”, соответствующее изменённым условиям, то
образец оказывается в неравновесном состоянии. Процесс релаксации
напряжения заключается в переходе макромолекул полимера в состояние
равновесия “А” путём
конформационных преобразований. Поскольку ниже Т
С
конформационные переходы невозможны, то в стеклообразном состоянии
высокоэластические деформации отсутствуют.
Выше Т
С
относительную деформацию полимера ε под действием внешней
нагрузки
σ можно представить в виде суммы трёх вкладов:
ε = ε
у
+ ε
э
+ ε
т
, ( 1 )
где
ε
у
– деформация упругого растяжения (характерна для стеклообразного
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
