44. Механизм кристаллизации

Механизм кристаллизации состоит в образовании зародышей новой, кристаллической фазы в аморфной фазе (центры кристаллизации) и в росте этих зародышей.

При достаточно высокой температуре в каждой жидкости или в расплаве имеются местные упорядоченные области (ближний порядок), но они расстраиваются тепловым движением, и образование устойчивых зародышей кристаллической фазы маловероятно. При охлаждении, вероятность образования устойчивых кристаллических зародышей увеличивается, поскольку уменьшается энергия теплового движения. Температура, при которой образуются такие устойчивые зародыши, является температурой кристаллизации данного вещества.

Скорость кристаллизации, т.е. количество закристаллизовавшегося вещества в единицу времени, зависит от скорости образования и роста зародышей, которая определяется интенсивностью теплового движения.

Кристаллизация обычно начинается при температуре ниже температуры плавления после некоторого охлаждения.

Механизм кристаллизации полимеров принципиально тот же, что и низкомолекулярных веществ. В расплаве или в растворе возникают зародыши кристаллизации; рост более крупных из них происходит за счет расплавления или растворения более мелких. Но кристаллизация полимерного вещества начинается в очень многих случайно распределенных точках. Кристаллиты растут навстречу друг другу случайным образом, и поэтому кристаллические полимеры, никогда не бывают закристаллизованы полностью на 100%.

45. Влияние структуры полимера на кристаллизацию

Химический состав макромолекулы, молекулярная масса, конфигурация макромолекулы оказывают существенное влияние на процесс кристаллизации, на кинетику зародышеобразования.

Увеличение молекулярной массы повышает вязкость системы. На кинетику кристаллизации оказывает влияние строение макромолекулы. Аналогичное действие оказывает и разветвленность полимерной макромолекулы. Чем больше боковых ответвлений, тем меньше образование кристаллической структуры.

Введение в состав полимера пластификатора увеличивает гибкость цепи и облегчает процесс кристаллизации. Поэтому общая скорость кристаллизации от содержания пластификатора имеет экстремальный характер. Введение твердофазных частиц увеличивает скорость кристаллизации по гетерогенному механизму. Активные наполнители, вызывающие сшивку макромолекулы, замедляют процессы кристаллизации или вообще исключают их.

46. Механические свойства полимеров. Упругие характеристики

При эксплуатации полимеры подвергаются воздействию различных внешних полей: механических, тепловых, электрических, магнитных. Отклик полимеров на эти воздействия определяет их физические свойства.

Механические свойства полимеров характеризуют изменение размеров, формы и структуры полимерного тела при воздействии на него механических сил. В зависимости от величины и продолжительности воздействия механических сил полимеры подвергаются деформации или разрушению. Деформационные свойства характеризуют способность полимерных материалов деформироваться под воздействием механических напряжений, прочностные — способность сопротивляться разрушению.

Механические свойства

- Прочность (на растяжение и изгиб)

- Модуль упругости

- Удлинение

- Твердость

- Ударная прочность

Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под действием механических напряжений.

Модуль Юнга (модуль упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации

Твёрдость — свойство материала сопротивляться давлению на него другого тела.

Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.