Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

От полимеров к пластикам. Часть 14. Состояния полимеров

От полимеров к пластикам. Часть 14. Состояния полимеров
Иконка

В этой части поговорим о влиянии кристаллизации на свойства полимеров, которое весьма разнообразно. Прежде всего нужно заметить, что кристаллизация приводит к резкому изменению структуры свойств по сравнению с аморфными полимерами. На привычную схему «стекло - резина - жидкость» теперь накладывается еще и схема «кристалл - жидкость», поскольку аморфная фаза всегда присутствует. Это проще всего продемонстрировать на диаграммах, иллюстрирующих значение E-модуля (см. рисунок ниже справа).

Аморфный полимер следует кривой А, и были указаны два случая: a1 и a2 для более низкой и более высокой молярной массы соответственно. Полностью кристаллический полимер будет следовать кривой b: стеклование не происходит, а модуль упругости резко падает при Tm (температура плавления), либо до нуля, либо до окончания резиновой области. Эта картина, конечно, упрощена: строго говоря, кривая b должна быть нарисована на несколько более высоком уровне, чем a в стеклянной области, поскольку жесткость кристалла превышает жесткость стекла. Частично кристаллический полимер может следовать кривой с, при Tm аморфная часть переходит в каучук, кристаллическая часть не изменяется. Фактическая кривая больше напоминает кривую d, что получается в результате широкой области плавления. Некоторые последствия кристаллизации для практического поведения полимеров заключаются в следующем.

Картинка

Выше Tg (температуры стеклования) полимер может быть использован в качестве твердого материала до температуры чуть ниже Tm, хотя его жесткость ниже, чем у стеклообразного полимера, и намного больше зависит от температуры (сравните, например, E (PP) ≈ 1400 МПа и E (HDPE) ≈ 1000 МПа, при E (ПВХ) ≈ 3200 МПа). Уровень E между Tg и Tm сильно зависит от степени кристаллизации. Это ясно демонстрирует PE, где плотность изменяется от 0,91 до 0,97, кристаллическая фракция - от 0,40 до 0,85, а E-модуль - от 100 до 1200 МПа при температуре 20 °C. Резиноподобная область полностью или частично маскируется кристалличностью, поэтому упругий отклик расплава гораздо менее выражен.

Картинка
Иконка

Параллельно с более сильной температурной зависимостью E для полукристаллических полимеров является более сильная зависимость от времени: они проявляют более высокую склонность к ползучести, чем аморфные стекловидные полимеры, по крайней мере, при температурах выше или не намного ниже Tg. Кристаллический полимер представляет собой двухфазную систему: при температуре ниже Tg он содержит стеклообразную фазу и кристаллическую фазу, как правило, с низкой ударной вязкостью. При температуре выше Tg аморфная фаза находится в резиноподобном состоянии, что приводит к гораздо более высокой ударной вязкости.

Из-за их фазовой природы полукристаллические полимеры в большинстве случаев непрозрачны, а разница в показателе преломления ответственна за сильное рассеяние света. Кристаллизация ориентированных цепей во многих отношениях важна для свойств полимера. Ранее упоминалось о том, что стереоспецифичные каучуки, такие как цис-1,4-полибутадиен, могут кристаллизоваться при деформации. Самопроизвольно сформированные кристаллы вносят большой вклад в прочность вулканизата. Вулканизированный натуральный каучук имеет, без армирования сажей, предел прочности при растяжении около 40 МПа, тогда как неармированный SBR разрушается при давлении около 3 МПа. С SBR же высокая прочность на растяжение может быть достигнута только с сажей.

Картинка

Другой эффект ориентации и кристаллизации обнаружен с волокнами. Кристаллизация ориентированных цепей приводит к жесткости и прочности, которые в несколько раз больше, чем в неориентированных условиях, хотя, по сути, только в одном направлении. На рисунке напротив приведена общая картина для различных полимеров, расположенных в диапазоне после Tg: точки для кристаллических полимеров соединены вертикальной линией с их точками плавления Tm. В этом обзоре природа различных полимеров легко узнаваема: для каучуков Tg намного ниже температуры окружающей среды К, а для аморфных термопластов Tg лежит значительно выше К. Для полукристаллических термопластов Tg может быть как ниже, так и выше К: в последнем случае материалы имеют дополнительную устойчивость к более высокой температуре.

Картинка
Иконка
Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.
Автор

Автор: Юрий Белоусиков

Дата: 2 Авг 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Особенности взаимодействия молекул флокулянта с растворителями Что вы хотели знать о монтаже трубопроводов. Монтаж полипропиленовых труб Возможность совмещения разных пластиков в одной трубопроводной системе Обработка нефтесодержащих стоков физико-химическими методами О монтаже труб из полибутена. Часть 2 Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта