Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 57 стр.

релаксации в них зависит от природы сил межмолекулярно-           том, что величина деформации зависит от соотношения меж-
го взаимодействия, упорядоченности макромолекул и тем-            ду временем релаксации и временем деформации.
пературы. В полимерах перегруппировка макромолекул под                  Релаксационные процессы имеют очень важное прак-
действием внешних сил осуществляется медленно. Для дос-           тическое значение, поскольку в условиях эксплуатации мно-
тижения равновесия в полимерах необходимо часы, сутки             гие полимерные материалы претерпевают различные физи-
или месяцы.                                                       ко-химические, механические воздействия - многократные
      Время достижения состояния равновесия определяется          деформации очень высокой частоты, ударные нагрузки -
τ - временем релаксации, оно для различных систем различ-         мгновенную деформацию и др. В таких случаях равновесная
но. Для обычных низкомолекулярных жидкостей длитель-              эластическая деформация не успевает развиться и материал
ность достижения равновесия примерно составляет 10-8 –            находится в неравновесном состоянии. Результаты статиче-
10-10 с. Для полимеров в высокоэластичном состоянии зве-          ских испытаний не могут отражать эксплуатационных
нья цепей достаточно подвижны, поэтому перегруппировки            свойств. Материалы должны быть испытаны в условиях
звеньев могут осуществляться с заметной скоростью. Вре-           близких к эксплуатационными.
мя, необходимое для таких перегруппировок, время релак-
сации звеньев цепи, составляет 10-4 –10-6 с, т.е. на 4-6 поряд-         4.5. Стеклообразное состояние высокомоле-
ков больше, чем время релаксации в низкомолекулярных                                кулярных соединений.
образцах.                                                              Гибкость макромолекулярных цепей обуславливает не
      Для полимерного материала существует такой диапа-           только появление высокоэластического состояния с его спе-
зон температур, в котором время релаксации и время де-            цифическими свойствами, но и ряд особенностей в структуре
формации соизмеримы по величине. В такой промежуточ-              и физико-химических свойствах полимеров, находящихся и в
ной области температур наблюдается резкая зависимость             других физических состояниях.
деформации от времени воздействия силы. Если время дей-                При охлаждении полимеров, находящихся в виде рас-
ствия силы больше, чем время релаксации τ, деформация             плавов, растворов или в высокоэластичном состоянии, пере-
успевает развиться, а если оно меньше τ, высокоэластиче-          группировка или изменение конформации макромолекул
ская деформация не успевает развиться. Так, при каких-то          сильно затрудняется в результате резкого увеличения време-
определенных значениях температуры и времени воздейст-            ни релаксации звеньев цепи. Поэтому при резком охлажде-
вия силы в материале развивается деформация, близкая по           нии в определенном температурном интервале полимеры не
величине к равновесной. А если при этой же температуре и          успевают образовывать кристаллическую структуру, могут
меньшем значении времени воздействия силы, то величина            просто отвердеть или застекловаться. Стеклование - это про-
деформации очень мала и полимер теряет высокоэластич-             цесс перехода легко подвижной жидкости в твердое состоя-
ность и ведет себя как жесткий, упругий материал.                 ние без изменения фазы, то есть с сохранением ближнего по-
      Таким образом, высокоэластическая деформация пред-          рядка, значит, стеклование не является фазовым переходом.
ставляет собой релаксационный процесс, основанный на                   Охлаждение любой жидкости, в том числе высокомо-
                                                                  лекулярной, приводит к изменению ее объема, что связано с