Реферат на тему Физические состояния полимеров – стеклообразное, высокоэластичное, вязкотекучее.Термомеханические кривые. Природа высокой эластичности.Механические свойства полимеров.

Содержание:

Введение 2
Стеклообразное, высокоэластичное, вязкотекучее состояние полимеров 3
Примеры термомеханических кривых 6
Природа высокоэластичного состояния 9
Механические свойства полимеров 10
Заключение 11
Список используемой литературы 12

Введение:

Актуальность исследования. Среди современных материалов, широко используемых в различных областях человеческой деятельности, важное место занимают полимеры и материалы на их основе. Успехи и достижения многих современных отраслей науки, промышленности, техники в значительной степени определяются тем, что в распоряжении ученых, конструкторов, технологов имеется широчайший ассортимент высококачественных полимерных материалов.
Полимерные молекулы представляют собой обширный класс соединений, основными отличительными характеристиками которых являются большая молекулярная масса и высокая конформационная гибкость цепи. Можно с уверенностью сказать, что и все характеристические свойства таких молекул, а также связанные с этими свойствами возможности их применения обусловлены вышеуказанными особенностями.
Их широкое применение в машиностроении, промышленности позволяет экономить расход дорогих цветных металлов, снижать массу изделий, повышать их долговечность, снизить трудоемкость продукции.
Одним из преимуществ является также возможность не разделения процессов изготовления продукции путем совмещения процессов формообразования заготовки и получения готовых деталей. Процесс обработки является высоко автоматизированным, с незначительным уровнем механической доработки.
Целью данного реферата является изучение физических состояний полимеров, термомеханических кривых, природы высокой эластичности, механических свойств полимеров.

Заключение:

Итак, полимером называется органическое вещество, длинные молеку­лы которого построены из одинаковых многократно повторяю­щихся звеньев — мономеров.
Физические свойства полимера, напротив, зависят не только от характера мономера, но в большей степени от среднего количества мономерных звеньев в цепи и от того, как цепи расположены в конечной макромолекуле.
Амфорные линейные полимеры в зависимости от температуры могут находиться в трех физических (релаксационных) состояниях:
• стеклообразном (схоже с твердым агрегатным состоянием);
• в высокоэластическом (новое состояние);
• в вязкотекучем (схоже с жидким состоянием).
Каждый переход из одного физического состояния в другое происходит в пределе одной и той же фазы и не сопровождается скачкообразным изменением плотности полимеров.
Одна из основных особенностей полиме­ров состоит в том, что отдельные отрезки цепей (сегменты) могут перемещаться путем поворота вокруг связи и изменения угла. Такое смещение, в отличие от растяжения связей при упругой деформации истинно твердых тел, не требует большой энергии и происходит при невысокой температуре.
Термомеханические кривые рассматриваются как кривые температурной зависимости деформации или деформируемости под действием приложенного усилия, полученные в одном опыте для образца полимера при непрерывном закономерном изменении его температуры в широких пределах. Они представляют собой график в координатах деформация – температура, который характеризуется изменением скоростей нарастания деформации в температурных областях, где происходят те или иные физические либо химические превращения полимера.

Фрагмент текста работы:

Стеклообразное состояние аморфного полимера сравнивают обычно с состоянием переохлажденной жидкости, высокая вязкость которой исключает ее свободное течение и обеспечивает устойчивость формы, что свойственно как твердому телу. Стеклообразное состояние у низкомолекулярных веществ означает потерю подвижности всех молекул. Стеклообразное состояние у полимеров наблюдается тогда, когда их макромолекулы лишены подвижности. Этого можно достичь понижением температуры. Поскольку макромолекулы совершают движение не как единое целое, а сегментами (т.е. частями, и это отдаленно напоминает движение гусеницы), то для фиксации всей цени достаточно зафиксировать лишь часть сегментов, при этом другая часть на них может сохранять некоторую свободу перемещения. Это обстоятельство является одной из причин больших деформаций полимерных стекол, к которым приложены значительные усилия. При стекловании между макромолекулами не возникает новых типов связей, В затвердевшем полимере наблюдается ближний порядок, а расположении отдельных частей и атомных групп макромолекул [5, с.91].
Стеклообразный полимер (полимерное стекло) — это твердый хрупкий материал, в макромолекулах которого атомы или группы атомов совершают колебательные движения около положения равновесия. Отсутствие подвижности значительной части сегментов цепи из-за высокой вязкости среды обусловливает невозможность конформационных переходов макромолекул. С повышением температуры тепловой энергии может оказаться достаточно, чтобы началось перемещение части сегменте и из одного положения в другое, Внешне это проявляется в том, что наблюдается постепенный переход от свойств твердого, хрупкою материала к свойствам более мягкого пластического тел д. Среднее значение некоторой области температур, в которой наступает сегментальная подвижность макромолекул, называют температурой стеклования Тс.
У линейных полимеров температура стеклования зависит от молекулярной массы, увеличиваясь с ее ростом, Когда же молекулярная масса полимера достигает значения, при котором начинает проявляться гибкость макромолекул, Тс принимает неизменное значение, У пространственных полимеров сшивание макромолекул и образование сетчатой структуры приводит к повышению Тс тем большему, чем гуще пространственная сетка.
Процесс стеклования сопровождается изменением многих свойств полимера [2, с.52]:
• Теплопроводности;
• электрической проводимости;
• диэлектрической проницаемости;
• показателя преломления.
При понижении температуры ниже Тс в полимере наблюдается дальнейшее уменьшение теплового движения тех сегментов макромолекул, которые до этого обладали некоторой подвижностью. Чтобы вызвать теперь даже небольшую деформацию застеклованного полимера, нужно приложить к нему большую механическую нагрузку. При этом действующее на полимер напряжение (нагрузка) может оказаться выше его разрушающего напряжения, и полимер разрушается как хрупкое тело при очень малой деформации. Температуру, при которой происходит хрупкое разрушение полимера, называют температурой хрупкости Тхр.