Любое вещество при данной определенной температуре существует в определенном равновесном физическом состоянии. У низкомолекулярных соединений понятия агрегатного и физического состояний совпадают. У полимеров существует ряд особенностей, о которых будет сказано ниже.[ ...]
Низкомолекулярное вещество при данной температуре может находиться в одном из трех физических (агрегатных) состояний: твердом, жидком или газообразном. При изменении температуры происходит перегруппировка молекул и вещество из одного равновесного состояния переходит в другое. Этот переход требует определенного времени. Процесс достижения равновесия во времени называется релаксацией, а время достижения равновесия — временем релаксации. У низкомолекулярных соединений время релаксации очень мало и практически не оказывает влияния на поведение вещества.[ ...]
Переход из одного равновесного физического состояния в другое может быть фазовым и нефазовым. Фазовый переход сопровождается скачкообразным изменением всех термодинамических свойств вещества и характеризуется скрытой теплотой перехода. К таким переходам относятся плавление и кристаллизация, переход вещества из одной кристаллической модификации в другую, конденсация и испарение. Два последних перехода возможны только у низкомолекулярных соединений.[ ...]
Вещество, находящееся в жидком, агрегатном состоянии, может переходить в твердое агрегатное состояние (затвердевать) двумя путями. Жидкость может перейти либо в кристаллическое состояние, либо в стеклообразное. Первый процесс называется кристаллизацией, второй — стеклованием. Эти процессы принципиально отличаются друг от друга. Кристаллизация— это фазовый переход. При кристаллизации вещество из аморфного состояния переходит в кристаллическое фазовое состояние. Стеклование не является фазовым переходом. Вещество и в жидком и в стеклообразном состоянии находится в одном и том же фазовом состоянии — аморфном.[ ...]
У низкомолекулярных веществ кристаллизация и обратный процесс плавления происходят скачкообразно при строго определенной температуре (одинаковой для кристаллизации и плавления), которая называется точкой плавления.[ ...]
Все перечисленные выше закономерности в общем справедливы и для ВМС (полимеров), но у полимеров существует и ряд особенностей.[ ...]
При нагревании полимера тепловая энергия переходит в кинетическую энергию молекул. Тепловое движение макромолекул ослабляет силы межмолекулярного взаимодействия и полимер из твердого агрегатного состояния переходит в жидкое. Сначала происходит переход из стеклообразного или кристаллического физического состояния (твердое агрегатное состояние) в высокоэластическое (твердое), а затем в вязкотекучее состояние (жидкое). При этом аморфные (стеклообразные) и кристаллические полимеры ведут себя по-разному.[ ...]
Аморфные линейные полимеры при нагревании постепенна переходят из стеклообразного в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее состояние. При понижении температуры осуществляется обратный переход. Все эти переходы нефазовые. Таким образом, у аморфных полимеров в отличие от низкомолекулярных веществ вместо температуры плавления есть температурный интервал размягчения — интервал высокоэластического состояния.[ ...]
Аморфные разветвленные полимеры в зависимости от температуры также могут существовать во всех трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластичном, вязкотекучем.[ ...]
Аморфные полимеры пространственного строения не могут существовать в вязкотекучем состоянии, а иногда и в высокоэластическом. Они не склонны к размягчению. Свойства таких полимеров зависят от частоты сетки. Полимеры с редкой сеткой могут переходить в высокоэластическое состояние. Полимеры с густой сеткой существуют только в стеклообразном состоянии. При нагревании они не размягчаются, а разлагаются.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Зависимость температур перехода аморфных полимеров от молекулярной массы |
 |
| Гистерезис высокоэластической деформации |
 |
| Образование «шейки» при растяжении кристаллического полимера |
 |
| Термомеханическая кривая аморфного полимера |
|