Контрольная Механические свойства полимеров. Полимерные диэлектрики. Задания 1-4. Учебная работа № 187296

Учебная работа № 187296. Контрольная Механические свойства полимеров. Полимерные диэлектрики. Задания 1-4

Выдержка из похожей работы

…….

Физические свойства полимеров

…..уктуационной
сетки в массе полимера обуславливают ряд особенностей в изменении его
механических свойств от температуры. Соотношение между величиной барьера
вращения и величиной флуктуаций тепловой энергии зависит от температуры. При
низкой температуре величина флуктуаций тепловой энергии становится настолько
малой, что не преодолевает барьер вращения, и макромолекула теряет способность
к деформации. Чем более гибкие макромолекулы, тем до более низкой температуры
полимер остается эластичным.
Термомеханическая кривая имеет форму зависимости
деформируемости полимера от температуры (рис. 1) и информирует не столько о
свойствах полимера при данной температуре, сколько о его структуре. При низкой
температуре (область Iа)
деформация мала и слабо увеличивается, так как аморфный полимер, подобно
стеклу, находится в стеклообразном состоянии. Начиная с температуры стеклования
Тс, деформация растет (переходная область IIа)
и достигает нескольких десятков, а при снятии кривой в режиме растяжения — и
сотен процентов. При дальнейшем нагревании деформация снова мало зависит от
температуры, так как полимер перестает быть стеклообразным, но и не стал еще
эластичным. Поэтому он деформируется вяло, как натуральная кожа или линолеум.
При температуре выхода на плато (область IIIа)
полимер переходит в развитое высокоэластическое состояние, в котором он легко
деформируется при действии силы и быстро возвращается в исходное положение
после снятия нагрузки. Температура начала деформации вязкого течения (изгиб на
кривой), называется температурой текучести Тт, выше которой полимер
находится в вязкотекучем состоянии (область IVа).
Если полимер состоит из макромолекул с регулярной структурой, то ближний
порядок в расположении сегментов может перейти в дальний порядок, и возникнет
кристаллическая структура, которая оказывается жесткой и малодеформируемой даже
при степени кристалличности 30-35%. Полимер кристаллической структуры, например
полиэтилен, обнаруживает свойства пластмассы, даже если его температура стеклования
ниже комнатной (-70оС), а при температуре плавления кристаллитов
110-135ОС (Тпл>Тт) сразу переходит в
вязкотекучее состояние (кривая 1б). Полимеры с Тт>Тпл>Тс
сначала переходят в высокоэластическое, а затем — в вязкотекучее состояние
(кривая 2б).
 а б
Рис.1. Термомеханические кривые
аморфных (а) и кристаллических (б) полимеров: I
— стеклообразное состояние; II
— переходная область; III
— высокоэластическое состояние; IV
— вязкотекучее состояние (звездочкой отмечена точка начала термодеструкции).
Назначение термомеханической кривой полимера
состоит в определении температурных пределов существования его физических
(релаксационных) состояний — стеклообразного, высокоэластического и
вязкотекучего, каждое из которых имеет определенное значение при его
переработке или применении. Высокоэластическая деформация мало зависит от
температуры и связана с изменением формы макромолекулярных клубков. Деформация
вязкого течения связана со значительными смещениями сегментов относительно
положения равновесия, приводящими к перемещению клубков друг относительно
друга. Очень важно, что при температуре ниже Тс полимер сохраняет
некоторый комплекс свойств и не становится хрупким, но может быть охлажден до
температуры хрупкости Тхр, когда легко разбивается при ударе. На
термо-механической кривой Тхр не проявляется в виде характерной
точки, а методы ее определения всегда связаны с разрушением образца. Если
область Тс-Тхр протяженна и включает комнатную
температуру, то полимер будет применяться как пластмасса (термопласт), а при
совпадении комнат…