книги / Механика композитных материалов. 1980, т. 16, 1
.pdf
|
тр= С2Хр&/Дйг2—^ & |
Pv71v + ^ |
rap((itx1—j^2) ; |
||
|
|
V=1 |
a = l |
|
|
|
т |
n |
|
n |
|
Q a = ~ |
''ap^pH - |
n a p (^ p ‘ — |lp2); |
Qnm= |
M na ((Xa3 — JXa2) . |
|
|
)=1 |
p=li |
|
a = |
l |
|
|
|
|
|
(18) |
Предположим теперь, что C*= (1—M) = const, т. e. |
|||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
,Xj Qa=0 |
|
(19) |
|
|
|
a= 1 |
|
|
и переобозначим С2 и |
С3 следующим образом: С2 = Мп, С3 = М(1—я). |
Здесь М — полная концентрация миофибрилл, п — относительное число активных волокон. Тогда, если М = const внести в соответствующие коэффициенты, получим реологическое уравнение в виде:
pm°pd+ ^ 1 —pm°~ ^ pd = ke—р -^-(m°k—1)е +
+ P(m°k + I)e + p -^ Л2+ (1 —/г) N:HH-nN;
( 20)
ш°рА2 + А2 + m°N —8= 0; m°pA3 + А3 + m°N* —е = 0;
Г
N= (1 -« )р д 3+ 2 j M e ; N*= /rpA2.
р =1
Таким образом, система, описывающая дви жение рассматриваемой сплошной среды, вклю чает уравнения неразрывности (5), сохранения количества движения (6) с реологическими урав нениями (20), сохранения массы компонент (4)
сусловием (19) и определяющими уравнениями
(17)и (18), притока тепла. Последнее уравнение
получается |
из |
(11) после подстановки |
в |
него |
|
|
|
|
S= — dF/dT |
и |
явных выражений для |
R |
и q. |
|
|
|
|
Система замыкается заданием свободной энергии |
|
|
|
|
||||
среды в целом, коэффициентов в определяющих |
|
|
|
|
||||
уравнениях и закона изменения величины п. |
|
|
|
|
|
|||
Полученную выше модель можно проиллюст |
Схема |
модели: |
ф1—фЗ- |
|||||
рировать схемой, изображенной на рисунке и |
фазы; |
У1 |
— |
упругий |
||||
представляющей собой параллельное соединение |
элемент фазы 1 с коэф |
|||||||
упругого и двух вязкоупругих элементов, один из |
фициентом |
упругости К; |
||||||
которых активен. Поведение модели, изображен |
У — упругие элементы |
|||||||
фаз 2, 3 с коэффициен |
||||||||
ной на рисунке, описывается уравнениями, анало |
том упругости ш; В — |
|||||||
гичными (20). Эти уравнения эквивалентны од |
вязкие элементы фаз 2, 3 |
|||||||
ному уравнению второго порядка, т. е. учет числа |
с коэффициентом |
вязко |
||||||
активных волокон увеличивает на единицу поря |
сти Р; С — сократитель |
|||||||
ный элемент фазы 2 с |
||||||||
док реологического уравнения |
|
|
мерой |
активности N. |
УДК 611.08:539
А.Н. Чигирь, А. Я. Акимова, А. Б. Давыдов
ОХАРАКТЕРЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ АНАЛОГОВ МЫШЕЧНЫХ СИСТЕМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ
ХИМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ*
Редкосшитые гели некоторых высокомолекулярных веществ могут обратимо менять свои размеры при определенных изменениях состава среды набухания [1—5]. Энергия химических и физико-химических про цессов, происходящих в таких гелях при их сокращении или дополнитель ном набухании, вызванном меняющимся фактором в окружающей среде, может быть в определенных условиях превращена в механическую ра боту [1, 3, 5]. Возможность получения механической работы при помощи механохимических полимеров или полимерных систем делает их близ кими аналогами естественных мышц.
Вероятной областью применения механохимических полимеров, опре деляемой их функциональной близостью к естественным мышцам, явля ется создание на их основе искусственных мышц.
Естественно, для того чтобы механохимическая система могла стать основой для создания искусственной мышцы, недостаточно самого факта превращения химической энергии в механическую, необходимо чтобы ее физико-механические, эргические и динамические свойства не отличались существенно от тех же параметров естественных мышечных тканей.
В настоящей работе приводятся экспериментальные данные, получен ные при изучении физико-механических, физико-химических, динамиче ских и эргических свойств механохимической системы, состоящей из по лиакриловой кислоты (ПАК) и поливинилового спирта (ПВС).
Сокращение гелей такой системы достигается в кислых средах, а рас ширение — в щелочных. Механизм обратимого изменения размеров гелей полимерных кислот и оснований заключается в выравнивании ос мотического давления внутри геля и вне его при нейтрализации и при снятии ионизации.
Термодинамика механохимических процессов в этой системе, пред ставляющих собой трехмерно-сшитый сложноэфирными связями гель, детально изучена в работе [1]. Там же приводятся сравнительные данные для системы ПАК—ПВС и естественных мышц, из которых следует, что синтетические аналоги лишь по некоторым параметрам незначительно уступают природным.
...Принимая во внимание данные, приведенные в [1], представлялось ин тересным более детально проследить изменение свойств системы ПАК— ПВС в зависимости от соотношения компонентов, их молекулярных масс, термической предыстории и других переменных.
Исследования проведены на пленках из смесей ПАК—ПВС. Были использованы об разцы ПАК с молекулярной массой от 6- 104 до 1,5- 107 и промышленный образец ПВС с молекулярной массой 40 000. Из 1% растворов ПАК и ПВС приготавливали тща тельно перемешанные смеси, пленки получали поливом на подложки из полнэтилентерефталата. После снятия с подложки пленки подвергали термообработке с одновре-
Доклад, представленный на II Всесоюзную конференцию по проблемам биомеха ники (Рига, апрель 1979 г.).
менной ориентационной вытяжкой. Испытание механической прочности проводили на набухших пленках в водной среде. Определение изменения длины пленок при набухании и сокращении проводили при использовании датчика на фотосопротивлениях.
Одним из критериев практической применимости пленок ПАК—ПВС является их прочность в набухшем состоянии. Было оценено влияние на механическую прочность набухших пленок следующих параметров — массового состава пленок, молекулярной массы ПАК, температуры и времени термообработки, степени вытяжки, а также установлен характер изменения прочности в зависимости от времени набухания.
Исходя из предварительных оценок, для более детальных исследова ний были выбраны пленки ПАК—ПВС трех составов — 3:2, 1 1 и 3:7 соответственно. Для всех трех составов при разных температурно-вре менных режимах термообработки и степенях вытяжки зависимость ар от молекулярной массы носит экстремальный характер с максимумом проч ности при молекулярной массе порядка 2- 10е (табл. 1). В связи с этим в дальнейшем все исследования были проведены на пленках, содержа щих ПАК с молекулярной массой МГ] = 1-^2 • 106.
Зависимость прочности от температуры и времени термообработки и степени вытяжки имеет сложный характер с некоторой тенденцией уменьшения прочности с ростом аморфной упорядоченности, развиваю щейся по мере увеличения степени вытяжки. Рост упорядоченности в пленках ПАК—ПВС четко прослеживается на рентгенограммах образ цов. Во всех случаях наблюдается увеличение <тр при переходе от наибо лее мягкого (100° С, 60 мин) к наиболее жесткому (120° С, 30 мин) из исследованных режимов термообработки, что, очевидно, связано с обра зованием более густой сетки.
Интересен характер изменения сгр в зависимости от времени набуха ния пленок. Несмотря на то, что равновесное набухание в воде пленок ПАК—ПВС, имеющих толщину 10—30 мкм, происходит за 30 мин, проч ность пленок достигает своего максимального значения через 2 ч кон такта с водой, что, вероятно, связано с нарастанием изотропности об разца. Затем прочность пленок падает для разных образцов в разной степени. Например, для пленок состава 3:7 (термообработка 120°С в течение 30 мин, двукратная вытяжка) характер изменения сгр следую щий: через 15 мин набухания — 14,3 кгс/см2; через 1 ч — 17,8 кгс/см2; через 2 ч — 21 кгс/см2; через 6 ч — 20 кгс/см2; через 16 ч — 9 кгс/см2. При сокращении времени термообработки до 10 мин получены следую щие значения сгр: через 15 мин — 6 кгс/см2; через 1 ч — 13,8 кгс/см2; через 2 ч — 15,7 кгс/см2; через 16 ч — 15,2 кгс/см2; через 96 ч — 4,5 кгс/см2. Падение прочности пленок в данном случае, вероятно, свя зано с частичным гидролизом межмолекулярных сшивок.
Табл. 1
Зависимость прочности и изменения размеров пленок от молекулярной массы ПАК
Af
Соотношение 1 1 |
| |
Соотношение 3 7 |
термообработка |
термообработка |
|
120° С, 10 мин* |
120° С. 30 |
мин'* |
|
V |
Д///о |
V |
А///0 |
V |
д/л |
|
кгс/см2 |
к г с / с м 2 |
к г с / с м 2 |
|||
6- 104 |
5,2 |
0,75 |
6,0 |
0,68 |
_ |
_ |
1 • 10е |
— |
0,70 |
— |
0,50 |
||
2- 106 |
6,0 |
0,67 |
15,0 |
0,45 |
17,8 |
_ |
1,2-г-1,3 ■107 |
3,5 |
0,59 |
3,6 |
0,32 |
5,2 |
— |
Двукратная вытяжка. |
|
|
|
|
|
|
** Трехкратная |
вытяжка. |
|
|
|
|
|
Как уже отмечалось выше, обратимое изменение размеров геля, со держащего ПАК, в основном связано с выравниванием осмотического давления в геле и вне его. При добавлении раствора щелочи ионы ме талла диффундируют в гель и нейтрализуют карбоксильные группы ПАКПри этом в начальный момент концентрация ионов металла в геле будет выше, чем вне его. Градиент концентрации растворов, находя щихся по обе стороны полупроницаемой мембраны, роль которой в дан ном случае выполняет поверхность пленки, приводит к диффузии моле кул воды в гель, вызывая его набухание. При добавлении кислоты кон центрация протонов в окружающем растворе будет выше, чем в геле, и выравнивание концентраций и разбавление раствора будет происходить за счет диффузии воды, поглощенной гелем при набухании. Этот процесс сопровождается сокращением размера геля, причем относительные вели чины расширения Д / щ//о и сокращения А / к//о практически равны между собой.
Очевидно, что степень дополнительного набухания геля, вызываемого щелочью, будет главным образом определяться размерами ячейки геля, тг е. густотой и регулярностью трехмерной сетки. Очевидно также, что чем менее густа и более регулярна эта сетка, тем выше будет степень на бухания.
На рис. 1 приведены кривые изменения длины пленок ПАК—ПВС двух составов, термообработанных в различных условиях в зависимости от степени ориентационной вытяжки. Относительное изменение длины пленки А///0 определяется как (А/щ + А/к—/о)//о- Из рис. 1 видно, что пленки, содержащие 60% ПАК, характеризуются более высокими значе ниями Д///0 по сравнению с пленками, содержащими 50% ПАК. Другими словами, пленки, обогащенные ПАК, более чувствительны к изменениям pH. Это вполне объяснимо, если предположить, что на изменение разме ров пленки влияет не только густота и регулярность пространственной сетки, но и число карбоксильных групп в единице объема геля.
Ужесточение режимов термообработки сказывается на чувствитель ности пленок более существенно, чем на их прочности. Однако отчетливой корреляции изменений ар и А//% при варьировании температуры, времени
термообработки и степени вытяжки не наблюда |
|
|
|
|
|
||
ется. В некоторых случаях наблюдается аномаль |
|
|
|
|
|
||
ное возрастание А///0 при одновременном росте сгр |
|
|
|
|
|
||
и снижение А1/10 при падении прочности. Из рас |
|
|
|
|
|
||
смотрения кривых рис. 1 видно, что четкое сниже |
|
|
|
|
|
||
ние А///0 по мере увеличения степени вытяжки |
|
|
|
|
|
||
пленок наблюдается только при кратковременной |
|
|
|
|
|
||
(10 мин) высокотемпературной |
(120°С) термооб |
|
|
|
|
|
|
работке. Интересно отметить, что для этого же |
|
|
|
|
|
||
режима кривые зависимости сгр—степень вы |
|
|
|
|
|
||
тяжки имеют такую же форму. Объяснить этот |
|
|
|
|
|
||
факт, вероятно, можно, предположив, что в дан |
|
|
|
|
|
||
ном случае снижение Д//% обусловлено ростом |
|
|
|
|
|
||
аморфной упорядоченности, а не увеличением |
|
|
|
|
|
||
числа поперечных сшивок, о чем косвенно свиде |
Рис. 1. |
Зависимость |
от |
||||
тельствует и падение прочности. |
носительного изменения |
||||||
Как и прочность, А//% пленок ПАК—ПВС за |
размеров пленок |
ПАК— |
|||||
ПВС от |
режимов |
термо |
|||||
висит от молекулярной массы ПАК (см. табл. 1), |
обработки |
и |
степени |
||||
однако зависимость |
в данном |
случае несколько |
вытяжки. |
Соотношение |
|||
иная. В то время, как зависимость сгр от молеку |
ПАК—ПВС: |
--------- 3 |
2; |
||||
-----------1:1. |
Режимы |
|
|||||
лярной массы носит экстремальный характер и |
термообработки: |
О |
— |
||||
увеличивается с ростом молекулярной массы от |
120° С, |
10 |
мин; |
• |
— |
||
6-104 до 2-106, Д///0 падает. Наименьшие значе |
120° С, |
30 |
мин; |
□ |
— |
||
ния Д///0 (равно, |
как и сгр) |
характерны для |
100° С, |
60 |
мин; |
■ |
— |
100° С, |
120 мин. |
|
пленок, содержащих ПАК с молекулярной массой 12—13- 106. Уменьше ние Д///0 с увеличением молекулярной массы ПАК, вероятно, объясняется следующим образом. Участки макромолекул ПАК между узлами сетки будут различными при разных молекулярных массах ПАК (при прочих равных условиях). Это в свою очередь будет приводить к различиям в конформационных переходах, обусловленных ионизацией карбоксиль ных групп, и отражаться на степени набухания. Кроме того, значитель ные различия в длинах макромолекул ПАК и ПВС, возможно, обуслов ливают нерегулярность сетки, увеличивающуюся с ростом молекулярной массы ПАК, что сказывается на изменении А///0 значительнее, чем на прочности.
На основании данных, полученных при исследовании прочности пле нок и их Д///0, были выбраны оптимальные соотношения полимеров, их молекулярные массы и технологические режимы изготовления пленок. Дальнейшие исследования были проведены на пленках двух составов — 1 1 и 3 : 2, термообработанных в четырех температурно-временных ре жимах. Во всех случаях молекулярная масса ПАК, входящей в состав пленок, составляла 1— 2 • 106, а сами пленки имели в сухом состоянии толщину 10—30 мкм и массу 1—3,5 мг.
Изучалось влияние изменения pH и ионного состава окружающей среды на характер деформирования пленок. В связи с тем, что процесс сокращения—расширения пленок обусловлен диффузией ионов в гель, скорость процесса, величина Д///0, интервал изменения pH, необходимый для его обеспечения, вероятно, в значительной степени определяются природой, размерами и подвижностью ионов.
В связи с этим было исследовано поведение пленок ПАК—ПВС (со отношение 1 1, термообработка 120° С, 10 мин, двукратная вытяжка) в системах кислота НС1 — основания LiOH, NaOH, КОН, NH4OH и осно вание NaOH — кислоты НС1, H2S04, трихлоруксусная, /г-толуолсульфо- кислота, уксусная, щавелевая, янтарная, адипиновая, винная, аскорби новая, лимонная.
На рисунках 2—4 приведены характерные кривые для некоторых из перечисленных систем, представленные в виде l = f{pH). На рис. 2 пред ставлены две группы кривых 1—4 и 1'—4', первая из которых показывает характер изменения pH среды и длины пленки при быстром изменении pH путем добавления большого количества щелочи, а вторая — харак тер изменения тех же параметров при постепенном прибавлении щелочи. Из сравнения этих двух групп кривых видно, что при большом избытке щелочи в окружающей среде поглощение пленкой катионов не сказыва ется заметно на уровне pH раствора, тогда как при дробном прибавлении того же (или большего) количества щелочи происходит заметное паде ние pH. Процесс поглощения пленкой катионов, сопровождающийся в некоторых случаях значительным изменением pH, через определенный отрезок времени достигает равновесного состояния, при котором не про исходит изменения pH раствора. Интересно отметить, что максимальная степень набухания (максимальное расширение) пленки очень незначи тельно зависит от силы основания (рКь) и от способа его введения (дроб ное или однократное). При добавлении эквимолярного количества НС1 в раствор, окружающий пленку, происходит быстрое падение pH и вслед за этим сокращение пленки. При добавлении незначительного избытка кислоты наблюдается повышение pH раствора (аналогично дробному до бавлению щелочи, кривая 1' рис. 2), так как кислота участвует в реак ции обмена с COONa-группами в пленке.
Сокращение пленок ПАК—ПВС, расширившихся под действием о сн о ваний, может быть вызвано не только сильными кислотами (НС1, H2SO4, СЦССООН), но даже такими довольно слабыми, как адипиновая и ас корбиновая. Характер петель расширение—сокращение, представленных
Рис. 2. Рис. 3.
Рис. 2. Влияние природы и силы основания на процесс расширения пленок ПАК—ПВС; соотношение 1 1; термообработка 120° С, 10 мин; двукратная вытяжка: ______ NaOH;
--------- КОН; — ф — LiOH; — О — NH4OH. Стрелка вверх — момент добавления 0,1 н. щелочи, стрелка вниз — 0,1 и. кислоты.
Рис. 3. Влияние природы кислоты на процесс сокращения пленок ПАК—ПВС, соотноше
ние 1 |
1; термообработка 120° С, 10 мин; двукратная вытяжка: --------- |
НС1; — О — |
|
H2SO4; |
— О — аскорбиновая; |
----------СЬССООН. Стрелка вверх — |
момент добавле |
|
ния 0,1 |
и. NaOH; вниз — 0,1 н. кислоты. |
|
на рисунках 3 и 4, показывает, что имеется определенная зависимость между рКа кислоты и формой кривых, а также рКа и интервалом pH, в котором начинается процесс активного сокращения пленок. Для силь ных кислот сокращение пленок, не сопровождаемое заметным пониже нием кислотности среды, происходит при pH 3—3,5 (см. рис. 3). Кислоты с практически одинаковыми рКа, но имеющие разную основность, вызы вают сокращение при разных уровнях pH, что видно из сравнения петель для трихлоруксусной (см. рис. 3) и щавелевой (см. рис. 4) кислот.
|
|
|
|
Табл. 2 |
Зависимость |
уровня pH, вызывающего сокращение |
пленок, |
||
|
от силы кислоты |
|
|
|
|
Кислота |
РКа [6] |
pH |
перехода |
НС1 |
|
- 7 |
|
3,4 |
H2S 0 4 |
|
- 3 ; 1,92 |
|
3,4 |
TsOH |
|
0,7 |
|
3,0 |
CI3CCOOH |
щавелевая |
1,66 |
|
2,9 |
НООССООН |
1,27; 4,27 |
|
4,2 |
|
НООС(СНОН)2СООН винная |
2,98; 4,34 |
|
4,5 |
|
НООС(СН2)2СООН янтарная |
4,21; 5,64 |
|
4,6 |
|
(НООССН2)2СОНСООН |
3,13; 4,76; |
|
4,8 |
|
лимонная |
|
6,4 |
|
5,0 |
СНзСООН |
|
4,75 |
|
|
НОСН2(СНОН)4СООН |
4,10 |
|
5,0 |
|
аскорбиновая |
4,42; 5,28 |
|
|
|
НООС(СН2)СООН |
|
5,2 |
||
адипиновая |
|
|
|
|
воздействия кислоты. Естественно, в плотном геле |
|
|
|
||||
диффузия ионов будет затруднена тем больше, |
|
|
|
||||
чем больше радиус иона. Это, по-видимому, объ |
|
|
|
||||
ясняет зависимость vp от ионного радиуса. |
|
|
|
||||
Скорость сокращения, вероятно, определяется |
|
|
|
||||
не столько ионными радиусами катионов, сколько |
|
|
|
||||
скоростью реакции НС1 с солью полимерной |
|
|
|
||||
кислоты, которая будет тем больше, чем выше |
|
|
|
||||
степень диссоциации соли полимерной кислоты. |
|
|
|
||||
Естественно, степень диссоциации будет наиболь |
|
|
|
||||
шей у полиакрилата калия и наименьшей у ли |
|
|
|
||||
тиевой соли, что определяется силой основания. |
|
|
|
||||
Скорости сокращения и расширения пленок |
|
|
|
||||
ПАК—ПВС, |
помимо |
перечисленных |
факторов, |
Рис. |
5. |
Зависимость |
|
зависят в определенной степени от нагрузки на |
|||||||
удельной мощности пле |
|||||||
пленку. Динамические качества пленок ПАК— |
нок ПАК—ПВС и скоро |
||||||
ПВС характеризуются |
зависимостью |
сила—ско |
сти сокращения от на |
||||
рость, обычно |
используемой для оценки мышеч |
грузки; |
|
соотношение |
|||
ной ткани [7]. На рис. 5 представлена эта зависи |
ПАК—ПВС |
1:1; термо |
|||||
обработка |
120° С, 10 мин; |
||||||
мость, полученная для пленок одного из исследо |
двукратная |
вытяжка: |
|||||
ванных образцов. Характер кривых |
сила—ско |
— О — |
vc\ |
— 9 — ИУуд. |
рость для других образцов сходен с приведенным графиком. Аналогично естественным мышцам [7]
наблюдается уменьшение скорости изотонического (т. е. при фиксирован ной нагрузке) сокращения пленок при увеличении нагрузки на них в ин тервале 1 —10 гс. Однако кривая сила—скорость для пленок ПАК—ПВС, совпадающая с аналогичными кривыми для мышц по общей форме (ни спадающая по экспоненте кривая), характеризуется некоторыми особен ностями. Так, наблюдается некоторое возрастание скорости изотониче ского сокращения при нагрузках, превышающих собственную массу пле нок в 1000—2000 раз. Возможно, рост скорости сокращения пленок при этих нагрузках объясняется специфическим равновесием между растяги вающим действием груза и эластическими силами макромолекулярной сетки геля.
Выполняемая пленкой в процессе сокращения работа перемещения груза зависит от величины этого груза нелинейно, так как и скорость и степень сокращения зависят от нагрузки.
На рис. 5 приведена зависимость удельной мощности пленки от при лагаемой нагрузки. Удельные мощности wyR рассчитывали по формуле
Щр = w/g = A/tg = p ■S/0, 102 • tg (вт/г),
где р — нагрузка на пленку, кгс; 5 — путь перемещения груза при со кращении, м; t — время сокращения; с; g — собственная масса пленки, г. Зависимость шуд—р носит экстремальный характер для всех исследован ных пленок. Однако форма кривой несколько отличается от «куполооб разной кривой» зависимости мощности пленок от нагрузки для природ ных мышц [7]. Максимальная мощность развивается пленками ПАК— ПВС при нагрузках, превышающих собственную массу пленки в 1000—2000 раз, т. е. на 1—1,5 г на 1 мг массы пленки.
Различия в эргическом поведении естественных мышц и пленок ПАК—ПВС заключается не только в форме кривой а>уд—р, но и в том, что в первом случае максимальная работа выполняется мышцей при ско рости сокращения vc, равной 0,31—0,35 от vmax [7]. В случае же пленок ПАК—ПВС максимальные значения шуд развиваются при максимальных значениях vc.
При долговременных испытаниях пленка ПАК—ПВС массой 3,5 мг при нагрузке 1 гс за 500 циклов сокращения—расширения в течение 72 ч
совершала работу, равную 0,004—0,005 кгс-м. Никаких заметных при знаков усталости материала — снижения скорости и Д///0, разрывов и т. п. при этом замечено не было. Высокую стабильность аналогичных систем (ПАК—ПВС) отмечали также ранее [3].
Таким образом, приведенные выше данные наглядно показывают, что в динамическом и эргическом поведении естественных мышц и механохимической системы наблюдается известная аналогия, несколько видо измененная спецификой структуры пленок ПАК—ПВС и различиями в механизмах сокращения.
В заключение нужно отметить, что сочетание ПАК—ПВС в механохимической системе, содержащей поликислоту, по-видимому, является оптимальным. Попытка изменить структуру поликислоты с целью повы шения общей чувствительности системы оказалась малоуспешной. Так, было установлено, что прочность пленок полиметакриловая кислота— ПВС значительно ниже прочности пленок ПАК—ПВС и составляет в среднем 2—4 кгс/см2. Необходимые температура и время термообра ботки выше требуемых для пленок ПАК—ПВС. Значение Д///0 для пле нок, содержащих полиметакриловую кислоту, в основном выше (Д///0= = 0,8—1,5), чем для пленок ПАК—ПВС, что, как и значение <jp, указы вает на более рыхлую структуру пленок. Характер изменения мощности пленок и скорости их сокращения такой же, как и у пленок ПАК—ПВС, но Шуд в этом случае на порядок ниже, причем максимальное ее значение развивается при нагрузке 0,4 г на 1 мг массы пленки. Пленки, содержа щие полиметакриловую кислоту, нестабильны и при долговременных ис пытаниях не выдерживали более 20—30 циклов сокращение—расшире ние без заметных признаков усталости.
СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1.Кун, Рэмель, Вальтере, Эбнер, Кун. Преобразование различных форм химической энергии в механическую при помощи гомогенных и поперечно-полосатых высокомолеку
лярных систем. — Химия и технология полимеров, 1961, № 8, с. 3—49.
2.Kuhn W., Toth I., Kuhn H. J. Ober die Vernetzungskontraktion des Polyvinylalko- hol-Cu-Muskels. Der E-Modul-Wirksamkeitsfaktor der Cu-Vernetzung. — Makromol. Chem., 1963, vol. 60, p. 77—88.
3.Tatara Yoichi. Mechanochemical system. Bull. JSME, 1974, vol. 17, N 106,
p.451—458.
4.Osada Yoshihito, Saito Yutaka. Mechanochemical energy conversion in a polymer membrane by thermoreversible polymer—polymer interaction. — Makromol. Chem., 1975, vol. 176, N 9, p. 2761—2764.
5.Steinberg I. Z., Oplatka A., Katchalsky A. Mechanochemical engines. — Nature, 1966, vol. 210, N 5036, p. 568—571.
6.Справочник химика. 2-е изд. Т. 3. М.—Л., 1965.
7.Бендолл Дж. Мышцы, молекулы и движение. М., 1970. 256 с.
Всесоюзный научно-исследовательский |
Поступило в редакцию 08.05.79 |
и испытательный институт медицинской |
|
техники, Москва |
|