•Термодинамический сегмент (сегмент Куна) характеризуют способность изолированной макромолекулы сворачиваться. Чем меньше величина термодинамического сегмента, тем больше степень свернутости макромолекулы;
•Кинетический (механический) сегмент характеризует скорость конформационной превращений в поле внешних сил. Чем выше активационные барьеры вращения звеньев, тем больше кинетический (механический) сегмент и выше температура стеклования.
12
Термомеханические кривые
13
Для проявления высокоэластичности, не сопровождаемой большими пластическими деформациями, необходимы определенные условия:
1) высокая гибкость макромолекул и их энергичное тепловое движение, обеспечивающее подвижность сегментов образование статистических клубков (Т > Тс );
2)высокая степень полимеризации;
3)соединение макромолекул друг с другом прочными химическими поперечными связями с образованием пространственной сетки;
4)минимальное межмолекулярное взаимодействие между макромолекулами (низкая энергия когезии);
5)минимальная степень кристаллизации полимера.
Этим условием обладают эластомеры. Так, образец натурального каучука может увеличивать длину при растяжении на 700-800%, а после прекращения действия растягивающей силы вернуться к
исходному размеру.
14
Термодинамика высокоэластичной деформации
Пусть эластомер длиной l0 под действие силы f удлиняется на длину dl.
Определить dU и dS - изменение внутренней энергии и энтропии.
Универсальная характеристика упругости – модуль Юнга (Е)
16
Кривая напряжение – деформация для
эластомеров
Релаксационные явления в полимерах
Релаксация – процесс перехода из неравновесного состояния в равновесное
x – степень отклонения параметра системы от равно- весного; xo – начальное отклонение параметра системы от равновесного; t – время; - время релаксации.
Время релаксации – время, за которое степень откло- нения какого-либо параметра системы от равно-весного уменьшится в е раз. 18
Время релаксации уменьшается с ростом температуры 19
Вязкоупругость (упруговязкость) – способность тела проявлять как свойства жидкости (течение), так и свойства твердого тела (упругость). При малых временах воздействия/наблюдения (t
0)вязкоупругие тела ведут себя как гуковские твердые тела ( 0 ), а при больших временах воздействия/наблюдения (t ) - как ньютоновские жидкости ( 0). Полимеры в высокоэластическом состоянии - вязкоупругие тела.
20
