H-31_vms_lections (ВМС)

Влияние временного фактора на процессы перемещения молекулярных цепей, сегментов и других элементов структуры сказывается и при формировании в полимерах кристаллических структур. Количество и типы этих структур для разных полимеров различны, и, как правило, в них содержится значительная доля аморфного полимера. Это накладывает отпечаток на физические и механические свойства полимеров, так как аморфная часть легче деформируется и способна к большим упругим деформациям, тогда как кристаллическая часть является жесткой и малодеформируемой.

Из практического опыта установлено, что лучший комплекс свойств полимеров, отличающих их от низкомолекулярных аморфных и кристаллических веществ, достигается при определенном сочетании аморфной и кристаллической частей в полимере. Кристаллическая часть сообщает полимеру, прежде всего, высокую прочность, которая сочетается с твердостью и жесткостью. Аморфная часть дает возможность проявления упругих и высокоэластических свойств за счет, главным образом, обратимого изменения формы макромолекул в процессе действия силы. Это обусловливает более высокую способность к обратимой деформации, чем у чисто кристаллических материалов, и возможность рассасывания возникающих местных перенапряжений до того, как они достигнут критических значений и вызовут разрушение материала.

Наиболее ценными для инженерного применения являются кристаллические полимеры средней степени кристалличности. Полимеры с низкой степенью кристалличности по своим свойствам близки к аморфным слабосшитым полимерам. Кристаллические области, выполняя функции поперечных связей между макромолекулами, не позволяют развиваться необратимым деформациям. Однако при повышенных температурах кристаллиты плавятся, и появляется способность к течению. Область перехода из стеклообразного в каучукоподобное или вязкотекучее состояние у таких полимеров, как правило, очень широкая. К этой группе полимеров относится пластифицированный поливинилхлорид.

Полимеры со средней степенью кристалличности будучи кожеили рогоподобными по своим свойствам характеризуются хорошей ударостойкостью, которая может для некоторых из них сохраняться и в стеклообразном состоянии. Примером такого полимера служит полиэтилен низкой плотности.

Высокая степень кристалличности сопровождается резким увеличением модуля материала и появлением хрупкости при малых степенях деформации. Поведение таких полимеров напоминает поведение металлов. Полимером с таким поведением является полиэтилен высокой плотности.

Кристаллические структуры выполняют в полимерах роль армирующих структур с функциями как единичных химических поперечных связей между макромолекулами (малая степень кристалличности), так и с функциями усиливающего наполнителя (высокая степень кристалличности).

Всоответствии с этим меняются и основные физико-механические свойства полимеров, а также их зависимость от времени действия силы и температуры.

Вэтой связи следует различать термины «кристаллический» и «кристаллизующийся» полимер, так как это различие связано с релаксационными явлениями в полимерах. Кристаллическим называется такой полимер, в котором кристаллическая структура создана в процессе синтеза полимера, т. е. сформирована одновременно с формированием самих макромолекул. Кристаллизующимся называется такой полимер, который при синтезе получается аморфным, а кристаллические структуры возникают позднее либо в процессе хранения, т. е. без приложения внешних механических напряжений, либо в процессе деформации при ориентации макромолекул в направлении растяжения.

Общим свойством кристаллических и кристаллизующихся полимеров является невозможность разделения образца на кристаллическую и аморфную фазы, так как в процессе формирования кристалла одна и та же макромолекула может входить и в кристаллическую и в аморфную области. Полимерные кристаллы, таким образом, являются дефектными структурами, так как при формировании кристаллической фазы в макромолекулах, охваченных ею, возникают внутренние напряжения вследствие их гибкости

http://www.mitht.org

и стремления к реализации свободы вращения вокруг связей в главной цепи. Эти напряжения препятствуют дальнейшему росту кристаллической области, и устанавливается равновесие между кристаллической и аморфной фазами полимера. Это равновесие, т.е. содержание кристаллической части, зависит как от химической природы полимера, так и от условий, в которых происходит формирование кристаллических структур (время, температура, механическое напряжение и др.). Например, натуральный каучук нельзя закристаллировать нацело, ввиду большой гибкости его, макромолекул.

Кристаллизация при выдержке полимера в условиях заданной температуры протекает в тех областях, где сегменты макромолекул находились уже в упорядоченном виде, т. е. в виде надмолекулярных структур, ассоциатов макромолекул или их участков. Внешнее растягивающее усилие способствует образованию упорядоченных и ориентированных в направлении растяжения участков, а следовательно, облегчается и процесс формирования кристаллических структур.

Релаксационный характер процессов кристаллизации полимеров проявляется при исследовании кинетики их кристаллизации, т. е. при изменении степени кристалличности от времени и температуры. Количество кристаллической фазы в полимере зависит от скорости возникновения зародышей кристаллизации и скорости их роста. По мере роста числа кристаллитов и их размеров они будут влиять на рост числа и размеров следующих кристаллитов вследствие появления дополнительных напряжений в макромолекулярных цепях, входящих в кристаллические структуры. Это мажет привести к замедлению скорости кристаллизации.

Скорость кристаллизации зависит также от температуры. С понижением температуры уменьшается подвижность макромолекул и их сегментов, но увеличивается степень их ассоциации и устойчивость ассоциатов. Скорость роста ассоциатов определяется скоростью протекания релаксационных процессов, которые замедляются при снижении температуры. Так при приближении к температуре стеклования скорость кристаллизации приближается к нулю.

При высоких температурах в области развитого, высокоэластического состояния подвижность сегментов велика и время их нахождения вблизи друг друга в процессе теплового движения мало. Поэтому скорость кристаллизации тоже будет уменьшаться из-за быстрого распада образующихся ассоциатов вследствие высокой энергии теплового движения элементов структуры полимера.

Релаксационный характер кристаллизации полимеров проявляется в наличии у них интервала плавления, т. е. в несовпадении температур кристаллизации и плавления. Интервал плавления уменьшается как с повышением температуры кристаллизации, так и уменьшением её скорости.

Временной фактор оказывает сильное влияние и на формирование кристаллических структур в процессе растяжения полимера. Такое явление особенно характерно для аморфных кристаллизующихся эластомеров. Формированию более совершенных кристаллических структур, а также повышению скорости кристаллизации способствует регулярность строения полимерных цепей. Так, полиэтилен кристаллизуется очень быстро и дает хорошо оформленные кристаллы. Наличие полярных заместителей, как правило, способствует лучшей кристаллизации благодаря повышению межмолекулярного взаимодействия. Однако при этом будут возрастать времена релаксации. Наличие разветвлений в макромолекулах, а также громоздких нерегулярно расположенных заместителей снижает степень кристаллизации вследствие увеличения времени релаксации в таких полимерах по сравнению с регулярно построенными неразветвленными макромолекулами.

Протекание кристаллизации полимера с наибольшей скоростью имеет место в интервале между температурой стеклования и температурой текучести, т. е. в области переходного или высокоэластического состояния. Кристаллизация значительного количества образца полимера приводит к тому, что переход полимера в твердое состояние, где характерны гуковские деформации, происходит не при температуре стеклования, а выше -

http://www.mitht.org

при температуре кристаллизации. В результате температурная область высокоэластического состояния будет уменьшаться. Если охлаждение расплава полимера проводится быстро, то он не успевает кристаллизоваться и переходит в аморфное стеклообразное состояние.

Характер влияния кристаллических структур в полимерах на механические свойства можно проследить по зависимостям нагрузка - удлинение для кристаллизующихся в процессе деформации и кристаллических (до деформирования) полимеров. Кривая нагрузка – удлинение для аморфных кристаллизующихся при растяжении полимеров имеет общие черты с такой кривой для аморфных некристаллизующихся полимеров (рис. 12). Существенное отличие заключается в том, что происходящий при растяжении процесс кристаллизации полимера приводит к образованию на кривой почти горизонтального участка, так как укладывающиеся в кристаллические структуры в направлении растяжения макромолекулы как бы помогают процессу растяжения. Но одновременно растет и твердость материала. Поэтому при деформации образца растет и напряжение в нем (рис. 16).

Ориентация и кристаллизация макромолекул и их частей приводит к потере полимером высокоэластичности, поскольку затрудняются перемещения сегментов и возрастает время релаксации, что сопровождается увеличением вязкости. Частично закристаллизованный в процессе растяжения эластомер далее деформируется уже незначительно.

Рис. 16. Деформационная кривая кристаллизующегося при растяжении полимера.

Кристаллизация уменьшает подвижность сегментов макромолекул и поэтому в растянутом эластичном полимере кристаллические структуры устойчивы при более высоких температурах, чем в недеформированном состоянии. При снятии напряжения ориентированные кристаллические участки разрушаются, так как реализуется возможность теплового движения сегментов, и полимер снова переходит в аморфное состояние. В процессе деформации кристаллизующегося полимера происходит непрерывное возрастание его модуля (рис. 16). Это связано с формированием новых кристаллических структур, увеличением их размеров и уменьшением доли аморфной фазы. В самой аморфной фазе растет напряжение в макромолекулах и увеличивается интенсивность теплового движения сегментов, так как часть макромолекул входит в кристаллические образования. Поэтому в оставшихся аморфных участках рост интенсивности теплового движения приводит к росту высокоэластической составляющей модуля полимера.

Если полимер содержит кристаллические структуры, сформировавшиеся в процессе его синтеза или хранения, то кривая нагрузка - удлинение такого кристаллического полимера существенно отличается от кривой рис. 16 и более напоминает аналогичную кривую для стеклообразных полимеров (см. рис. 13). Как и для стеклообразных полимеров, на кривой нагрузка - удлинение кристаллических полимеров можно выделить три характерные области (рис. 17).

http://www.mitht.org

Рис. 17. Кривая растяжения кристаллического полимера; Ррекрист – напряжение рекристаллизации.

В области I деформация пропорциональна удлинению и происходит в основном за счет деформации аморфной части полимера. Структура материала, таким образом, не меняется. В точке перегиба (переход от области I к области II) в деформируемом образце возникает один или несколько утонченных участков - шейки, которые быстро растут. При этом происходит резкое уменьшение поперечного сечения перешедших в шейку участков образцов. К концу II области, как и в случае стеклообразных полимеров, весь рабочий участок образца переходит в шейку. Далее (область III) деформируется уже новый материал - шейка; модуль его резко возрастает, удлинение падает и вскоре наступает разрыв образца (точка А). На стадии роста шейки происходит ориентация кристаллов в направлении растяжения, разрушение тех кристаллических областей, которые оказались расположенными перпендикулярно направлению растяжения, и рост новых кристаллитов, ориентированных по направлению растяжения. В образце появляется анизотропия оптических и механических свойств.

Процесс разрушения существовавших в полимере кристаллов под действием механических напряжений и образование новых кристаллов, ориентированных в направлении растяжения, называется процессом рекристаллизации. Напряжение,

соответствующее перегибу на кривой P – , называется напряжением рекристаллизации. Появление же оптической и механической анизотропии свидетельствует о протекании в образце полимера фазового перехода.

Релаксационные явления могут сильно менять вид кривых P – для кристаллических полимеров, подобно тому, как это наблюдалось для стеклообразных полимеров. Снижение температуры или увеличение скорости деформации может привести к хрупкому разрушению материала, т. е. процесс рекристаллизации протекать не будет. Вид кривых при этом похож на вид соответствующих кривых деформации аморфных полимеров при снижении температуры или повышении скорости деформации (рис. 14).

При медленной деформации или высокой температуре кристаллический полимер может деформироваться как однородный материал, так как все кристаллические структуры в нем успеют переориентироваться в направлении растяжения. В этом случае шейка может вообще не образоваться.

Релаксационные свойства кристаллических и кристаллизующихся полимеров наглядно выявляются при рассмотрении особенностей изменения в них напряжения в течение времени. Присутствие кристаллической фазы в недеформированном образце приводит к уменьшению скорости протекания релаксации напряжения, если полимер деформирован до заданной величины деформации. Это связано с увеличением времени релаксации элементов структуры полимера. Кристаллиты ограничивают подвижность сегментов макромолекул, т. е. действуют как поперечные связи в сшитом эластичном полимере, и скорость релаксации снижается. При растяжении кристаллизующегося

http://www.mitht.org

полимера до таких величин деформации, когда процессы кристаллизации ярко выражены, протекающая в деформированном эластомере кристаллизация способствует быстрому падению напряжения до нуля. Кристаллиты упрочняют эластомер, модуль его возрастает и при сохранении постоянства деформации напряжение быстро падает. После освобождения образца от растягивающей деформации напряжение, возникшее за счет процессов кристаллизации, может привести к самопроизвольному удлинению образца.

Впроцессе развития ползучести кристаллизующегося полимера при действии постоянного растягивающего напряжения релаксационный характер кристаллизации проявляется в увеличении удлинения образца при увеличении растягивающего усилия, причем вначале наблюдается возрастание скорости ползучести, а затем она замедляется за счет ориентации и кристаллизации полимера, приводящих к его упрочнению. Следовательно, увеличение степени кристаллизации приводит к замедлению ползучести. Аналогичное явление наблюдается и в кристаллических полимерах. Это объясняется образованием кристаллитов, ориентированных по направлению действия силы и упрочняющих таким образом материал. Увеличение степени кристалличности препятствует перестройке кристаллитов, и ползучесть полимера снижается.

При повышении температуры снижается степень кристалличности и меньше проявляются процессы рекристаллизации и поэтому ползучесть возрастает.

11.Многократные циклические деформации.

Вреальных случаях изделия из полимеров часто подвергаются воздействию периодически повторяющихся нагрузок, когда циклы нагружение - разгружение повторяются многократно.

Наиболее широко распространенным видам циклической деформации является синусоидальное знакопеременное нагружение образца. При этом деформация, вызываемая синусоидально меняющимся напряжением, также меняется па синусоиде. Для эластомера при малой частоте действия силы, т. е. большом периоде ее действия по сравнению с временем релаксации будет наблюдаться совпадение по фазам действующего напряжения и производимой им деформации.

Для твердого стеклообразного полимера напряжение и деформация также совпадают по фазе, но причина здесь другая. Поведение такого полимера подчиняется закону Гука, т. е. упругие деформации очень малы и развиваются практически мгновенно. Поэтому твёрдые полимеры не деформируются на заметные величины, так как модуль их велик по сравнению

смодулем полимера в высокоэластическом состоянии. В обоих случаях гистерезисные потери малы, но эластомep деформируется под действием приложенного циклического напряжения и, следовательно, может работать в таких условиях эксплуатации, когда требуется амортизировать развивающиеся деформации (например, качение автомобильной шины). В жестком пластике напряжения могут быстро достичь критических значений, и материал разрушится без видимой деформации. Если период действия силы близок по величине к времени релаксации системы, то совпадение по фазам напряжения и деформации отсутствует. Высокоэластическая деформация будет возникать в этих условиях после того, как напряжение достигнет какого-либо значения, так как в начале действия силы в образце проявится только упругая гуковская деформация, а высокоэластическая составляющая разовьется позднее.

http://www.mitht.org

Рис. 18. Зависимость деформации (а) и угла сдвига фаз (б) при циклической деформации

полимера с различной частотой действия силы ( 1 2 3).

Таким образом, гистерезисные потери минимальны или равны нулю в стеклообразном и полностью развитом высокоэластическом состоянии. Следовательно, максимум гистерезисных потерь приходится на область перехода от стеклообразного к высокоэластическому состоянию, где скорость раскручивания и свёртывания макромолекул сравнима со скоростью приложения силы (рис. 18).

Таким образом, деформируемость полимеров определяется соотношение времени действия силы и времени релаксации. Это соотношение можно менять путем изменения как температуры, так и частоты действия силы. Существует так называемый принцип температурно-временной эквивалентности, который заключается в том, что одна и та же деформация может быть достигнута либо изменением времени действия силы (частоты), либо изменением температуры. Т.е. на механические свойства полимеров влияние температуры и частоты аналогично. Этот принцип был впервые сформулирован советскими учеными А.П. Александровым и Ю.С. Лазуркиным в конце 30-х годов прошлого века и позволил резко расширить знания о механических свойствах полимеров в различных режимах их деформирования.

12. Свойства полимеров в вязкотекучем состоянии.

Текучее (жидкое) состояние веществ характеризуется их способностью к развитию необратимых деформаций, обусловленных взаимными поступательными перемещениями частиц. Механические свойства текучих систем изучает область механики, называемая реологией. Реология полимеров устанавливает взаимосвязи между напряжениями, деформациями и скоростью развития деформаций при различных температурах, режимах деформирования и для текучих полимеров различного химического строения и различных молекулярных масс. Знание таких зависимостей необходимо для создания и совершенствования процессов переработки полимеров путем формования их расплавов или растворов.

Длинноцепочечное строение полимерных молекул предопределяет ряд особенностей свойств полимеров, находящихся в жидком состоянии.

Первой особенностью жидких полимеров является их очень высокая вязкость, которая при течении может составлять от нескольких тысяч до 1010 Па·с. Вследствие высокой вязкости текучих полимеров их называют вязкотекучими. Большие значения вязкости полимеров, возрастающие с повышением их молекулярной массы, являются одним из доказательств длинноцепочечного строения макромолекул.

http://www.mitht.org

Вторая особенность вязкотекучих полимеров - одновременное проявление наряду с необратимой также и высокоэластической деформации. Особенно заметно это явление в процессе течения полимеров при невысоких и небольших нагрузках. Текучие полимеры, в которых наряду с необратимой развивается и высокоэластическая деформация, называют вязкоупругими. Проявление высокоэластичности означает, что при течении происходит принудительное изменение конформаций макромолекул и числа контактов между ними, т. е. изменение структуры полимерной системы.

Третья особенность полимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии, заключается в сложном механизме их течения, которое в зависимости от условий может осуществляться путем перемещении отдельных сегментов, макромолекул в целом и даже их агрегатов.

Четвёртая особенность процесса течения полимеров – наличие механохимических явлений. Высокая вязкость расплавов полимеров требует для осуществления их течения повышенных температур и механических нагрузок. Поэтому при выбранной температуре течения можно достигнуть такого момента, когда приложенной механической энергии станет достаточно для разрыва химических связей в макромолекулах. Этот механохимический крекинг вызовет уменьшение молекулярной массы и ускорение течения (хотя бы временное, пока образовавшиеся фрагменты не прореагируют путем рекомбинации или прививки к другим цепям). При механохимических процессах возможно образование разветвленных или частично сшитых структур, что может способствовать и замедлению течения.

При воздействии на расплав полимера механических нагрузок, вызывающих течение, наблюдается три простейших типа деформации: простой сдвиг, одноосное растяжение и всестороннее сжатие.

Под влиянием приложенного напряжения в текущем полимере одновременно развиваются необратимые и обратимые высокоэластические деформации, а общая деформация является их суммой. По мере течения высокоэластическая деформация достигает постоянного значения, а необратимая равномерно увеличивается во времени – состояние системы, при котором ее течение начинается с постоянной скоростью, называют установившимся течением. Установившемуся течению соответствует динамическое равновесие процессов изменения структуры под влиянием деформирования и её восстановления под действием теплового движения.

Структуру текучей полимерной системы обычно представляют в виде флуктуационной сетки – узлами ее являются контакты между макромолекулами или их ассоциатами. При отсутствии нагрузки и постоянной температуре плотность узлов флуктуационной сетки постоянна; нагрузка, вызывающая течение, разрушает часть узлов, сдерживающих деформирование. Это приводит к быстрому понижению сопротивления течению, к структурной релаксации, заканчивающейся установившимся течением.

Процесс течения идеальных жидкостей подчиняется закону Ньютона, показывающему на прямую пропорциональность между напряжением сдвига и скоростью сдвига, при этом вязкость является константой для данной температуры и характеризует сопротивление системы сдвигу.

P =

В отличие от низкомолекулярных жидкостей подчинение процессов течения полимеров закону Ньютона нетипично. Для большинства полимеров зависимость напряжения от скорости сдвига оказывается криволинейной (рис. 19), при этом вязкость, определяемая в каждой точке кривой по тангенсу угла наклона касательной в этой точке, с увеличением скорости сдвига уменьшается. Такие системы называют псевдопластическими (рис. 19, кривая 3). В случае псевдопластических тел вязкость при постоянной температуре оказывается зависящей от напряжения сдвига и от скорости сдвига и ее называют

эффективной вязкостью ( эф).

У некоторых двухфазных высококонцентрированных полимерных систем увеличение скорости сдвига может приводить к повышению вязкости, например, вследствие увеличения

http://www.mitht.org

числа контактов между частицами одной из текущих фаз и возрастания доли процессов структурообразования. Такие полимерные системы называют дилатантными (рис. 19, кривая 2). Математическое описание такого рода кривых наиболее точно выражается степенной зависимостью

P = n

Показатель n в уравнении называется индексом течения. Для псевдопластических жидкостей n < 1, а для дилатантных n > 1.

Существуют полимерные системы (обычно наполненные - наполнитель образует нечто подобное пространственному каркасу), течение которых становится возможным только после достижения некоторого предельного значения напряжения сдвига: после его достижения система начинает течь как идеальная (рис. 19, кривая 4) либо как неньютоновская жидкость.

Рис. 19. Кривые течения: 1 – идеальная жидкость; 2 – дилатантная система; 3 – псевдопластическое тело; 4 – пластическое тело.

В связи с тем, что скорости и напряжения сдвига могут меняться в широких пределах (до 10 порядков), зависимости напряжения от скорости сдвига чаще представляют в логарифмических координатах; типичная кривая течения псевдопластической жидкости в широком интервале напряжения и скорости сдвига представлена на рис. 20 а.

http://www.mitht.org

Рис. 20. Кривая течения псевдопластической жидкости в широком интервале скоростей сдвига (а) и зависимость вязкости от скорости деформации (б).

В общем виде кривая имеет S-образный вид: при достаточно низких и высоких значениях скоростей и напряжений сдвига наблюдается пропорциональность между этими величинами.

Из отсекаемых прямолинейными участками кривой течения на оси P отрезков могут

быть найдены значения наибольшей ( 0) и наименьшей ( min) ньютоновских вязкостей. На начальном прямолинейном участке кривой внешнее воздействие, вызывающее течение, не влияет на структуру. Средний криволинейный участок кривой (рис. 20а) называют структурной ветвью – под действием напряжения, и перемещения макромолекул нарушаются контакты между ними и изменяется структура системы. Полному разрушению структуры в системе отвечает переход к течению с наименьшей ньютоновской вязкостью.

Процессы разрушения или образования структур в текущей полимерной системе возможны и при постоянной скорости сдвига. Если для осуществления течения жидкости с постоянной скоростью сдвига требуется постепенно уменьшающееся во времени напряжение, то такую жидкость называют тиксотропной; само явление понижения вязкости системы за счет разрушения имеющейся в ней структурной организации при течении с постоянной скоростью называют тиксотропией. Противоположное явление – повышение во времени вязкости системы при течении с постоянной скоростью за счет формирования в ней новых межмолекулярных контактов, которые не могли реализоваться до течения, называют

реопексией.

Наибольшая ньютоновская вязкость является наиболее важным параметром, характеризующим свойства полимеров в текучем состоянии; зависит от температуры и молекулярно массы.

Температурная зависимость вязкости выражается уравнением Френкеля - Эйринга:

0 = Ae∆H/RT

∆H – теплота активации вязкого течения, она определяет количество энергии, необходимой для перемещения сегмента в соседнее положение. Поэтому ∆H растет с ростом молекулярной массы до тех пор, пока перемещаются малые молекулы олигомера. Когда с ростом молекулярной массы возникает гибкость, и макромолекулы перемещаются частями (сегментами), величина ∆H перестает зависеть от молекулярной массы. Можно рассматривать ∆H как температурный коэффициент вязкости. Чем больше ∆H, тем быстрее падает вяз кость с ростом температуры. При больших ∆H одинаково вероятно как перемещение сегментов, так и разрыв С-С связей.

На основании экспериментального изучения течения большого числа полимеров

установлена общая для них зависимость 0 от молекулярной массы, которая в логарифмической системе координат представляется двумя пересекающимися прямыми

http://www.mitht.org

(рис. 21). Значение молекулярной массы, отвечающей точке пересечения, называют критической Мкрит.

Рис. 21. Зависимость логарифма начальной вязкости полимера от логарифма его молекулярной массы.

Мкрит – это молекулярная масса, при которой цепные макромолекулы становятся гибкими настолько, что образуют зацепления и узлы. Молекулярная масса М < Мкрит соответствует олигомерам, у которых гибкость не выражена и вязкость растет пропорционально длине молекулы:

0 = kM,

У высокополимеров (М > Мкрит) вязкость также растет с ростом длины молекулы, но одновременно растет и число зацеплений. Поэтому перемещение молекул в потоке затрудняется не только из-за роста молекулярной массы, но и из-за необходимости «распутывать» зацепления. Зависимость вязкости от молекулярной массы в этом случае описывается уравнением:

0 = kM3,5

13. Теплофизические свойства полимеров.

Теплофизические свойства имеют исключительно важное значение для определения практической ценности полимерных материалов. Такие пластмассовые детали технических устройств, как зубчатые колеса и шестерни, вкладыши подшипников скольжения, фрикционные тормозные системы, уплотнительные конструкции и многие другие, работающие в нестационарных тепловых полях, требуют знания теплофизических характеристик применяемых полимерных материалов. Знание теплофизических особенностей необходимо для выбора параметров процессов переработки пластмасс в изделия с использованием нагревания или охлаждения рабочего тела (расплавление, затвердевание, размягчение и т. д.).

Параметры, относящиеся к теплофизическим свойствам, условно разделяются на две группы.

Первая определяет внешнее поведение полимерного тела при изменении температуры. Сюда относится, прежде всего, тепловое расширение или дилатометрические свойства.

Вторая определяет внутреннюю реакцию материала на тепловое воздействие

(теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, теплоусвояемость, тепловое сопротивление).

Коэффициент теплового расширения подразумевает общее изменение размеров

http://www.mitht.org