Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 56 стр.

UptoLike

Рубрика: 

щие низкую вязкость. Таким образом, при одной и той же
степени отклонения разных систем от состояния равновесия
быстрее придет к равновесию та система, у которой либо
выше температура, либо меньше вязкость. К релаксацион-
ным процессам относятся, процессы выравнивания нерав-
номерно распределенной концентрации растворенного ве-
щества в результате диффузии, ориентации молекул диэлек-
трика в электрическом поле или обратного перехода ориен-
тированных диполей к хаотическому распределению после
удаления внешнего электрического поля или процесс разви-
тия высокоэластической деформации и др.
При исследовании переходов из одного равновесного
состояния в другое, то есть релаксационных процессов
большую роль играет скорость того или иного внешнего
воздействия на систему и скорость их изменения. Допустим,
внешним воздействием является периодически изменяю-
щаяся сила, а изучаемым свойствомдеформация полиме-
ра. Если время для достижения определенной деформации
(соответственно приложенной силе) меньше времени дейст-
вия силы, то при увеличении или уменьшении силы тело
успевает деформироваться и все время будет находиться в
равновесии. Если же время достижения заданной деформа-
ции соизмеримо времени действия силы, то кроме исходной
и конечной равновесных деформаций тела, будет наблю-
даться и ряд промежуточных, неравновесных деформаций.
Значит, тело, деформируясь, проходит последовательно че-
рез ряд неравновесных состояний, и в различные моменты
времени величины деформации будут разными. В этом слу-
чае деформация отстает от изменения приложенной к об-
разцу силы. В данных условиях при действии силы на тело
деформация его не успевает развиться полностью, и ее ве-
личины будут меньше равновесных. При разгрузке силы об-
разец не успевает сократиться полностью, и в каждый мо-
мент времени величины деформации будут больше чем ве-
личины в равновесном состоянии. Отсюда следует, что при
неравновесной деформации кривые нагрузка-деформация
(удлинение) и разгрузка-деформация (удлинение) не совпа-
дают (рис.25).
Рис. 25. Петля гистерезиса
На графике такая зависимость имеет вид петли, и назы-
вают «петлей гистерезиса». Таким образом, релаксационные
процессы характеризуются явлением гистерезиса, и свойства
их зависят от времени и скорости изменения внешнего воз-
действия.
Как уже было указано, особенность строения высоко-
молекулярных соединений заключается в том, что в них со-
держится два вида структурных элементов, звеньев (сегмен-
ты) цепи и сами цепи макромолекулы. Эти элементы значи-
тельно отличаются друг от друга своими размерами, соответ-
ственно, и неподвижностью. Размеры звеньев по величине
близки размерам низкомолекулярных соединений.
Если бы звенья не были связаны в цепи, их подвиж-
ность вследствие теплового воздействия была бы такой же,
как у молекул низкомолекулярных жидкостей. Поскольку
звенья химически связаны в очень длинные цепи, их под-
вижность сильно ограничена. Наличие сил межмолекулярно-
го взаимодействия требует затраты определенного времени
на изменение конформации макромолекул, что и обуславли-
вает релаксационные явления в эластомерах. Длительность
щие низкую вязкость. Таким образом, при одной и той же      личины в равновесном состоянии. Отсюда следует, что при
степени отклонения разных систем от состояния равновесия    неравновесной деформации кривые нагрузка-деформация
быстрее придет к равновесию та система, у которой либо      (удлинение) и разгрузка-деформация (удлинение) не совпа-
выше температура, либо меньше вязкость. К релаксацион-      дают (рис.25).
ным процессам относятся, процессы выравнивания нерав-
номерно распределенной концентрации растворенного ве-
щества в результате диффузии, ориентации молекул диэлек-
трика в электрическом поле или обратного перехода ориен-
тированных диполей к хаотическому распределению после
удаления внешнего электрического поля или процесс разви-
тия высокоэластической деформации и др.
     При исследовании переходов из одного равновесного
состояния в другое, то есть релаксационных процессов
                                                                                 Рис. 25. Петля гистерезиса
большую роль играет скорость того или иного внешнего
воздействия на систему и скорость их изменения. Допустим,
                                                                 На графике такая зависимость имеет вид петли, и назы-
внешним воздействием является периодически изменяю-
                                                            вают «петлей гистерезиса». Таким образом, релаксационные
щаяся сила, а изучаемым свойством – деформация полиме-
                                                            процессы характеризуются явлением гистерезиса, и свойства
ра. Если время для достижения определенной деформации
                                                            их зависят от времени и скорости изменения внешнего воз-
(соответственно приложенной силе) меньше времени дейст-
                                                            действия.
вия силы, то при увеличении или уменьшении силы тело
                                                                 Как уже было указано, особенность строения высоко-
успевает деформироваться и все время будет находиться в
                                                            молекулярных соединений заключается в том, что в них со-
равновесии. Если же время достижения заданной деформа-
                                                            держится два вида структурных элементов, звеньев (сегмен-
ции соизмеримо времени действия силы, то кроме исходной
                                                            ты) цепи и сами цепи макромолекулы. Эти элементы значи-
и конечной равновесных деформаций тела, будет наблю-
                                                            тельно отличаются друг от друга своими размерами, соответ-
даться и ряд промежуточных, неравновесных деформаций.
                                                            ственно, и неподвижностью. Размеры звеньев по величине
Значит, тело, деформируясь, проходит последовательно че-
                                                            близки размерам низкомолекулярных соединений.
рез ряд неравновесных состояний, и в различные моменты
                                                                 Если бы звенья не были связаны в цепи, их подвиж-
времени величины деформации будут разными. В этом слу-
                                                            ность вследствие теплового воздействия была бы такой же,
чае деформация отстает от изменения приложенной к об-
                                                            как у молекул низкомолекулярных жидкостей. Поскольку
разцу силы. В данных условиях при действии силы на тело
                                                            звенья химически связаны в очень длинные цепи, их под-
деформация его не успевает развиться полностью, и ее ве-
                                                            вижность сильно ограничена. Наличие сил межмолекулярно-
личины будут меньше равновесных. При разгрузке силы об-
                                                            го взаимодействия требует затраты определенного времени
разец не успевает сократиться полностью, и в каждый мо-
                                                            на изменение конформации макромолекул, что и обуславли-
мент времени величины деформации будут больше чем ве-
                                                            вает релаксационные явления в эластомерах. Длительность