Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Посмотреть оригинал

Факторы, контролирующие прочность полимеров

Цепная химическая структура полимеров определяет ряд специфических особенностей их разрушения. В полимерах существует два типа связей — ковалентные связи основной цепи и физические межцепные связи. Следовательно, разрушение полимеров может протекать за счет разрыва межмолекулярных физических взаимодействий и проскальзывания макроцепей друг относительно друга и (или) разрыва макромолекул. Увеличение энергии внутримолекулярного взаимодействия за счет введения в макромолекулу ароматических и циклических атомных групп, а также двойных и тройных связей приводит к заметному увеличению прочности материала. К этому же ведет и увеличение энергии межмолекулярного взаимодействия при наличии в макромолекуле атомных групп, способных образовывать межцепные водородные связи, например амидных, кислотных и спиртовых.

С точки зрения формирования надмолекулярных структур рост прочности полимера обеспечивает его кристаллизация и особенно ориентация. Одноосная ориентация является неотъемлемой стадией получения полимерных волокон путем их прядения из расплава или из раствора. В двухосно- и многоосноориентированном состоянии производят полимерные стекла и пленки. Со структурных позиций ориентация заключается в параллельной укладке надмолекулярных образований (фибрилл), отдельных участков макромолекулы или вытянутых макроцепей в направлении действующей нагрузки. Ориентация облегчает кристаллизацию полимера и вносит дополнительный вклад в увеличение прочности конечного материала.

Предельным случаем ориентированного состояния является ситуация, когда все макромолекулы вытянуты вдоль оси нагружения. Такой материал получают с использованием современных методов переработки полимеров, например гель-технологии. В этом случае реальная прочность ориентированного полимера близка к его теоретической прочности, так как вся нагрузка ложится на ковалентные связи основной цепи.

На прочностные характеристики материала влияет также масштабный фактор. Замечено, что уменьшение диаметра как полимерных, так и неорганических волокон сопровождается заметным увеличением их прочности.

Так, например, прочность кварцевых волокон диаметром в несколько микрон практически достигает теоретических величин. Для полидиацетилено- вых волокон уменьшение диаметра от 150 до 50 микрон приводит к увеличению прочности от 0,5 до 1,5 ГПа. Такое поведение связывают с тем, что при уменьшении диаметра волокна уменьшается его дефектность.

Более подробно проблемы упрочнения полимерных материалов рассмотрены в гл. 7.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы